page d'accueil   sommaire  

Serena BOLIS


coordonnées


Ecole polytechnique de Bruxelles
Serena BOLIS
tel 02 650 27 95, Serena.Bolis@ulb.ac.be
Campus du Solbosch
CP194/05, avenue F.D. Roosevelt 50, 1050 Bruxelles




unités de recherche


OPERA - Photonique [OPERA-Photonics] (OPERA)



projets


Rétroaction, amplification et compensation des pertes dans les cristaux liquides nématiques pour la transmission et la redirection des solitons brillants [Feedback, Amplification and Loss baLancing In Nematics for briGht Soliton Transmission And Redirection (FALLING STAR)]
Différents développements récents de la photonique répondent aux besoins des télécommunications optiques rapides, de l'imagerie médicale, des senseurs, des lasers accordables, ... Les critères d'évaluation de ces dispositifs sont : puissance consommée, bande passante et accordabilité. Les moyens tout-optiques ont la particularité très intéressante d'une consommation qui ne croît pas avec la bande-passante par canal. Les signaux optiques sont manipulés par la lumière grâce aux nonlinéarités. Combinées proprement avec la diffraction, la dispersion et la rétroaction, elles conduisent à la formation d'objets physiques nommés « solitons », conservant leurs profils spatial et/ou temporel en propagation et lors d'interactions. Les solitons s'utilisent pour manipuler la lumière, par exemple, dans des applications requérant des liens optiques rapides et reconfigurables. Ces objets perdent leurs propriétés attrayantes dans les milieux dissipatifs. Dans notre projet, nous exploiterons les récentes avancées des lasers à cristaux liquides pour créer un milieu qui amplifie la lumière et compense les pertes. Les cristaux liquides sont choisis pour leur fabrication aisée, haute non-linéarité et grande accordabilité opto-électronique. Notre travail débutera par la conception d'une géométrie de pompage adaptée où de vrais solitons (dits « nematicons » en cristaux liquides nématiques) se propagent et interagissent sur de longues distances. Ceci permettra de vérifier et adapter la modélisation des nématicons. Nous étudierons ensuite le régime de gain positif pour diverses rétroactions. A faible rétroaction, une dynamique spatiale et/ou temporelle similaire à celle des lasers fibrés décrits par une équation de Ginzburg-Landau cubico-quintique est attendue. L'inévitable rétroaction par diffusion devrait mener à un « laser aléatoire » (random lasing). Nos expériences et modélisations seront appuyées par des simulations numériques. [Recently, various fields of photonics have been developed to fill the need for fast optical communications, biomedical imaging, sensing devices, tunable lasers, etc. These devices are rated on their power consumption, channel bandwidth and tunability and are particularly interesting since all optical technologies present a power consumption that does not scale with the channel bandwidth. These optical signals can be manipulated by light by means of optical nonlinearities. When they are properly combined with diffraction, dispersion and feedback, nonlinearities can lead to the formation of physical objects called solitons, which retain their spatial or temporal intensity profile during propagation or interactions with each other. Solitons can be used in various ways to handle light in applications that require, for example, reconfigurable fast optical channels. However, these objects lose most of their appealing properties when propagating in media with losses.In our project we propose to build on recent advances of liquid crystal lasers to make a medium that amplifies light in order to compensate for the losses. Liquid crystals are selected for their easy manufacturing, high optical nonlinearities and versatile optoelectronic tuning. Our work will first concentrate on designing the appropriate pumping geometry to obtain a medium in which true solitons (called nematicons in nematic liquid crystals) can propagate and interact over long distances. This will allow to verify and adapt the modeling of nematicons. We will then investigate the positive gain regime in various feedback conditions. For a weak feedback, we expect to observe complex spatial and/or temporal dynamics similar to that of the fiber ring lasers described by a Cubic Quintic Ginzburg-Landau equation. The unavoidable random feedback induced by scattering should also lead to random lasing. We aim to support all the experiments by proper modeling and numerical simulations.]



disciplines et mots clés déclarés


Optique non linéaire Physique Sciences de l'ingénieur

cristaux liquides laser aléatoire nématicons nonlinear dynamics solitons