Contrôle intelligent des effets non linéaires en optique guidée : Études numériques et expérimentales vers de nouvelles applications d'imagerie

Discipline

Sciences et ingénierie pour l’information

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Optique non linéaire, Photonique ultra-rapide, Fibre optique, Instabilité de modulation, Techniques de caractérisation optique, Apprentissage automatique

Mots-clés

Optique intégrée - Innovation,

Intelligence artificielle

Les effets non linéaires ont pris de l'importance dans la photonique moderne en offrant de nouveaux moyens de générer de la lumière avec des propriétés accordables. Au fil des années, des travaux importants ont été consacrés à la compréhension et à la manipulation de ces phénomènes non linéaires, avec un regain d'intérêt récent dans le domaine avec l'essor de l'intelligence artificielle. Cette thèse vise à développer de nouvelles approches pour contrôler les impulsions ultracourtes et optimiser leurs dynamiques de propagation non linéaire dans les fibres optiques. Dans ces travaux, nous concentrons nos études sur le processus d'instabilité de modulation, que nous considérons comme un cas particulier d'élargissement spectral non linéaire incohérent, un phénomène induit par le bruit qui se traduit par des caractéristiques spectrales fluctuantes. Nous abordons ici la mesure et l'analyse statistique de ces fluctuations par le biais de techniques de caractérisation en temps réel. Nous présentons le développement d'une approche de caractérisation ultrasensible permettant de détecter, de caractériser et d'étudier ces instabilités non linéaires avec des performances améliorées. Nous examinons également comment ces dynamiques de propagation incohérente peuvent être contrôlées par des techniques d'optimisation et d'apprentissage automatique. Ce travail couvre à la fois des études numériques et expérimentales examinant l'impact d’un contrôle optique sur la formation de l'instabilité de modulation et l'optimisation de ses propriétés à l'aide d'algorithmes évolutionnaires. Enfin, nous discutons brièvement des perspectives du contrôle temporel avancé de l'élargissement non linéaire fibré via des systèmes photoniques intégrés programmables. Dans l'ensemble, ces études ouvrent la voie au développement de sources photoniques intelligentes pour des applications couvrant la microscopie avancée, de nouvelles techniques d'imagerie et la métrologie, avec un potentiel dans divers domaines scientifiques.