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Cartographie de la récurrence de Fermi-Pasta-Ulam dans une fibre à dispersion oscillante

par Johanna Leclercq - publié le

Titre du projet de thèse :
Cartographie de la récurrence de Fermi-Pasta-Ulam dans une fibre à dispersion oscillante


Directeur de thèse : Arnaud Mussot
Noms des co-encadrants ou co-directeurs de thèse :
Alexandre Kudlinski, Matteo Conforti, Pascal Szriftgiser


Laboratoire d’accueil : PhLAM


Co-financements envisagés :
Demande ISITE sustain expand en cours + LAI en cours


Programmes éventuels de rattachement :
CPER Photonics 4 Society, Equipex FLUX, Labex CEMPI, ANR NoAWE, ANR Heafisy


Résumé du projet de thèse :
Les études des phénomènes non-linéaires dans les fibres optiques se sont jusqu’à présent principalement limitées aux fibres uniformes, i.e. dont les paramètres longitudinaux sont constants. Depuis peu, nous avons développé un savoir-faire unique pour fabriquer des fibres optiques de nouvelle génération : les fibres topographiques. Nous sommes en effet en mesure de contrôler finement l’évolution longitudinale de leurs paramètres de dispersion et de non-linéarité, ce qui confère un degré de liberté supplémentaire en optique non-linéaire et ouvre ainsi un champ d’investigations expérimentales encore inexploité. Les premiers travaux que nous avons réalisés étaient dédiés à l’étude du processus d’instabilité de modulation spontanée, qui est l’un des phénomènes les plus universels en dynamique non-linéaire, dans une fibre dont la dispersion était modulée périodiquement. En parallèle à ces travaux, nous avons développé un dispositif expérimental permettant de cartographier l’évolution en amplitude et en phase des différentes ondes intervenant dans ce mélange non-linéaire. Ce dispositif a été validé à l’aide d’une fibre uniforme et les résultats ont été publiés dans la prestigieuse revue Nature Photonics (Highly cited paper selon l’ISI, i.e. parmi les 1% des papiers les mieux cités du domaine) et ont donné lieu à 5 invitations dans des conférences internationales en moins d’un an.

Dans ce nouveau projet, qui prend directement la suite de ces travaux, nous proposons d’étudier le processus d’instabilité de modulation stimulée en régime de saturation, qui est une manifestation de la récurrence de Fermi-Pasta-Ulam. Le but sera d’étudier théoriquement et expérimentalement l’évolution en amplitude et en phase des différentes ondes impliquées dans la récurrence de Fermi-Pasta-Ulam dans une fibre à dispersion oscillante. Ce sujet sera à la fois expérimental et théorique, avec des proportions qui pourront être adaptées aux compétences et aux préférences du candidat. Il s’agit s’une collaboration internationale avec Stefano Trillo (h-47) et Nail Akhmediev (h-50 ) tous deux experts en théorie nonlinéaire.