Effets du désaccord de phase sur la dynamique non-linéaire d'un oscillateur photoréfractif à conjugaison de phase
Institution:
DijonDisciplines:
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Abstract EN:
The main topic of this dissertation is the analysis of the discrepancy between the predictions of the usual model of the semi-linear oscillator and the observation of a two frequency oscillation. The cavity of the photorefractive semi-linear oscillator is formed by a phase conjugate mirror and a conventional mirror. Although the two frequencies oscillation is theoretically not allowed for the experimental measured values of the coupling strength, this regime of oscillation often develops in the experiment. To acquire a global vision of the oscillator’s dynamics, we forced the oscillator by imposing a supplementary frequency in the cavity by Doppler effect. Thus, we studied the frequency components of the oscillation as a function of the excitation. This study revealed a breaking of symmetry that is not predicted by the model. Consequently, to break the symmetry in the model we introduced a new parameter: the phase mismatch. Using this extension, we show that a phase mismatch, induced by a very small misalignment of the pump waves, can reduce the threshold of the two frequency oscillation to values near the ones existing in the experiment. We have thus obtained a satisfying match between the model and the observation. Furthermore, the threshold analysis led to a better understanding of the nature of the two frequency oscillation and showed its closeness to an apparently different phenomenon: the mirrorless oscillation. The two frequency oscillation appears under certain conditions as a perturbation of the mirrorless oscillation by the feedback mirror.
Abstract FR:
La problématique principale de ce travail est l'analyse du désaccord entre le modèle théorique de l'oscillateur semi-linéaire utilisé jusqu'alors dans la littérature et l'observation expérimentale d'oscillation à deux fréquences. La cavité de l'oscillateur photoréfractif semi-linéaire est formée d'un miroir à conjugaison de phase et d'un miroir classique. Une oscillation à deux fréquences est théoriquement prévue pour des forces de couplage nettement supérieures à celles mises en jeu dans l'expérience. Pourtant ce régime d'oscillation est observé de manière reproductible. Pour avoir une vue générale des dynamiques de l'oscillateur, nous avons forcé ce dernier en imposant par effet Doppler une fréquence supplémentaire dans la cavité. Nous avons ainsi étudié les composantes fréquentielles de l'oscillation en fonction de l'excitation Doppler. Cette étude a révélé une rupture de symétrie non prévue par la théorie. Alors pour briser la symétrie dans le modèle, nous avons introduit un nouveau paramètre : le désaccord de phase. Grâce à cette amélioration, nous avons montré qu’un désaccord de phase peut réduire considérablement le seuil de l’oscillation à deux fréquences à des valeurs voisines de celles mises en jeu dans nos expériences. Nous avons ainsi obtenu un accord satisfaisant entre le modèle et l’observation. De plus, l’analyse au seuil a permis de mieux comprendre la nature de l’oscillation à deux fréquences et d’établir le lien avec un phénomène apparemment distinct : l’oscillation sans miroir. L’oscillation à deux fréquences apparaît dans certaines conditions comme une perturbation de l’oscillation sans miroir par la présence du miroir de fond de cavité.