Licence Physique et Applications

Master OIV - SISE
Intitulé du cours : Optique Non Linéaire
Cours : 10 h Travaux dirigés : 16 h
Enseignant : Alain TROUILLET tél : [phone] (Lab) / + 33 4 77 42 18 24 (MU)
e-mail : [e-mail]
Pré-requis : Optique géométrique, optique ondulatoire, Electromagnétisme
Objectifs : Ce cours vise à introduire les principaux phénomènes optiques non linéaires, leurs
conditions d’existence et leurs applications.
Programme : Chapitre 0 : Rappels sur l’électromagnétisme dans la matière
Polarisation, susceptibilité diélectrique, permittivité, …
Chapitre 1 : Bases de l’ONL
Fondements de l’ONL, tenseurs de susceptibilité, relations ABDP, Kleiman…
Chapitre 2 : Effets non linéaires d’ordre 2
Description de l’interaction à 3 ondes et des paramètre importants pour l’efficacité NL
Accord de phase, relations de Manley-Rowe…
Illustrations principales
Génération de second harmonique en réflexion et en transmission - Effet Brewster NL
Effet Pockels - Modulation électrooptique
Amplification paramétrique – Oscillateur Paramétrique Optique (OPO)
Accord de phase par modulation périodique de l’indice
Chapitre 3 : Effets non linéaires d’ordre 3 ou Interactions
Description de l’interaction à 4 ondes et de l’effet Kerr optique
Illustrations principales :
Miroir à conjugaison de phase
Cavité Fabry-Pérot non linéaire – Bi-stabilité Optique
Diffusion Raman
Auto-focalisation - Propagation d’impulsion - Soliton
La méthode de travail consiste à proposer une partie consacrée au cours réduite au
strict nécessaire et à se concentrer sur le développement d’un certain nombre de
concepts au travers de la résolution de problèmes.
Documents et supports de cours en anglais.
Tout est mis à disposition sur l’ENT, y compris documents et références annexes au
cours et aux TD.
Bibliographie : N. Bloembergen, “Non linear optics”, W.A. Benjamin, New-York
R. W. Boyd, "Nonlinear Optics", Academic Press (2008), ISBN 978-0123694706
G.C. Baldwin, “An introduction to non linear optics”, Plenum Press New-York
J. Moloney et A. C. Newell, “Nonlinear Optics”, Perseus (2004).
Y. Kivshar et G. Agrawal, “Optical Solitons”, Academic Press (2003).
D.L. Mills, “Nonlinear Optics”, Springer (1991).
G.P. Agrawal, “Nonlinear Fiber Optics”, Academic Press (2001).
T. Dauxois et M. Peyrard, “Physics of Solitons”, Cambridge ( 2006).
D. L. Mills, "Nonlinear Optics: Basic Concepts", Springer (2008),
Yuon-Ren Shen, "The Principles of Nonlinear Optics", Wiley
F. Zernike and J.E. Midwinter, “Applied non linear optics”, Wiley
D.S. Chemla and J. Zyss, “Non linear optical properties of organic molecules and
crystals”, Volumes 1 et 2, Academic Press
François Sanchez, "Optique non-linéaire : Cours et problèmes résolus", Ellipses
J.C. Garrison and R.Y. Chiao, "Quantum optics", Oxford University Press
Valerio Scarani with Chua Lynn and Liu Shi Yang, "Six quantum pieces: a first course
in quantum physics", World Scientific
V.G. Dimitriev, G.G. Gurzadyan and D.N. Nikogosyan, “Handbook of non linear optical
crystals”
Liste non exhaustive