Optique Nonlinéaire Théorique (ONT)

Enseignement - Teaching

Mécanique des milieux continus (MATH-F-426) Approches numériques et analytiques des équations aux dérivées partielles (PHYS-F-427) Optique non linéaire (PHYS-F-476) Nonlinear Systems: Analytical and Numerical Methods (CHIM F-420) Dynamics and Stability of Lasers (PHYS-F-474)

Mécanique des milieux continus (MATH-F-426, Théorie: 24h, Exercices: 12h, 5ECTS) - Gregory Kozyreff

But du cours: Introduire les concepts nécessaires à la compréhension et à la formulation de modèles de mécanique des fluides et des solides.

• Notes de cours (y compris exercices)

Approches numériques et analytiques des équations aux dérivées partielles (PHYS-F-427, Théorie: 24h, Exercices: 24h, 5ECTS) - Gregory Kozyreff et Bernard Knaepen

But du cours: être rapidement opérationnel au moment d'intégrer une équipe de recherche à l'occasion du mémoire ou d'une thèse.

Optique non linéaire (PHYS-F-476, Théorie: 24h, Exercices: 24h, 5ECTS) - Mustapha Tlidi

Objectifs et méthodologies:

L'optique nonlinéaire est un domaine de prédilection pour les études théoriques, numériques et expérimentales des phénomènes non-linéaires. Ce cours comprend une présentation générale des phénomènes optiques non-linéaires et une introduction à la description semi-classique de ceux-ci. Nous envisagerons entre autres l'effet Kerr, la génération de second harmonique, fibres optiques microstructurées, et les matériaux à indice de réfraction négatif.

Contenu du cours:

Nonlinear propagation: two-level medium, propagation regimes and ultrashort pulse propagation. Cavity nonlinear optics: laser theory, optical bistability. Weakly nonlinear systems: frequency mixing, optical parametric oscillator, second harmonic generation, Kerr media, and left-handed materials. Transverse nonlinear Optics: Modulational instability, pattern formation, and cavity solitons

Références et Bibliographie:

• A.C. Newell and J.V. Moloney, Nonlinear Optics, Addison-Wesley Publishing, 1992

• Robert. W. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press, 1992

• Paul Mandel, Nonlinear Optics, Wiley-VHC, 2010

Nonlinear Systems: Analytical and Numerical Methods (CHIM F-420, 24h, 2ECTS) - Thomas Erneux

The objective of this class is to introduce analytical and numerical tools to solve nonlinear problems in chemistry. These tools are applied to real problems such as explosive and oscillating chemical reactions, excitation pulses in nerve conduction, or the propagation of flames. The analytical techniques include linear stability and bifurcation methods and singular perturbation techniques such as the method of matched asymptotic approximations. Lectures notes that contain computation details and figures comparing numerical and analytical solutions are available.

Dynamics and Stability of Lasers (PHYS-F-474, Théorie: 24h, Exercices: 24h, 5ECTS) - Thomas Erneux

Lasers used in applications and in laboratories may lead to pulsating intensities at the output of the laser. For some these dynamical instabilities must be avoided or controlled. For others, these oscillating regimes can be used for new applications such as high-frequency optical oscillators. The objective of this class is to introduce a certain number of key problems such as the laser with a saturable absorber, the laser subject to an injected signal or subject to optical feedback. These problems will be studied starting from rate equations and applying analytical methods such as linear stability and bifurcation techniques. Analytical and numerical solutions will then be compared to experimental observations. Lectures notes that include computation details and experimental figures are available.