Cette thèse porte sur l'étude de la production d'une source d'ionsCes travaux de thèse ont consisté à étudier la faisabilité d'une source d'ions césium brillante et de faible dispersion énergétique à partir d'atomes froids dans le but de la coupler à une optique de faisceau d'ions focalisés (FIB).Il s'agit de produire une source ionique continue, de fort courant et de plus faible dispersion en énergie que les sources actuellement utilisées. Un schéma expérimental innovant a donc été imaginé.Un flux continu d'atomes de césium est issu d'un four à recirculation. Les atomes sont ensuite collimatés et compressés en se basant su les techniques de refroidissement d'atomes par laser. Des simulations de la mélasse optique pour la collimation et du MOT-2D pour la compression sont présentées. Issus d'un jet effusif de césium produit par un four à recirculation, la collimation grâce à une mélasse optique et la compression effectuée en en utilisant un MOT-2D des atomes de césium a été étudiée. Le schéma d'ionisation des atomes de césium passe par une excitation vers un état de Rydberg puis par une ionisation par champ électrique. Les propriétés remarquables des atomes pour ces niveaux d'énergie permettent d'obtenir une ionisation des atomes en champ électrique quasi-instantanée qui permet la minimisation de la dispersion énergétique. Nous avons développer une simulation permettant d'étudier les propriétés du champ électrique nécessaire pour l'ionisation afin de choisir le niveau de Rydberg approprié. Des simulations complémentaires ont permis de définir et de concevoir les électrodes nécessaires à la production du champ électrique d'excitation et d'ionisation. Une première étude des effets coulombiens de la source d'ions lors de l'ionisation des atomes de Rydberg est présentée. Enfin, l'étude théorique du couplage de la source obtenue avec une optique de faisceaux d'ions focalisés est réalisée.Un montage expérimental vient compléter ces diverses études et a permis d'obtenir les premiers résultats.

Cette étude traite principalement de la sensibilité des techniques expérimentales visant à caractériser la susceptibilité optique non linéaire du troisième ordre. Nous combinons différentes techniques bien connues à l'intérieur d'un système 4f d'imagerie. Nous montrons qu'en changeant l'objet à l'entrée et le filtre spatial en sortie de la configuration 4f il est possible d'effectuer différentes méthodes de caractérisations non linéaires, telles que le mélange 4 ondes dégénérés, Z-scan, EZ-scan, I-scan, imagerie non linéaire avec objet de phase. Nous comparons les sensibilités correspondantes aux différentes méthodes. Nous discutons aussi le problème de la photo-sensibilité des couches minces dans le contexte de détermination de n2, l'indice de réfraction non linéaire, et de β, le coefficient d'absorption non linéaire. Par ailleurs, nous montrons que la méthode Z-scan pourrait être employée pour examiner et caractériser les effets photo-induits et permanents dans la réfraction et l'absorption au niveau du point d'impact. Aussi cette méthode a-t-elle été utilisée pour caractériser les paramètres optiques linéaires des couches minces, telles que l'épaisseur et l'indice de réfraction du film. Nous rapportons aussi sur des mesures absolues de n2 dans le disulfure de carbone et la silice fondue. Les valeurs des coefficients non linéaires sont obtenues dans le régime picoseconde et pour trois longueurs d'ondes différentes (355 nm, 532 nm et 1064 nm). Enfin, nous caractérisons et mesurons les coefficients non linéaires de certains verres exotiques : une famille de verres en chalcogénures (GeS2-Sb2S3-CsI) et des verres en oxyde à base de métaux lourds (Pb(PO3)2-WO3).

L'explosion du trafic IP et les demandes en bande passante de plus en plus croissantes au cours des dernières années ont dirigé la recherche vers l'élaboration de nouvelles architectures et protocoles réseaux. La satisfaction des besoins en bande passante et en qualité de service passera par l'adoption des réseaux « tout-optique » (IP sur WDM) et des techniques de commutation efficaces. Trois techniques de commutation ont largement été étudiées. La commutation de circuit aussi connue sous le nom de routage de longueur d'onde n'utilise la largeur de bande de façon efficace que si la durée de la transmission est beaucoup plus longue que la période d'établissement des circuits. La commutation de paquet optique est plus flexible et offre une meilleure utilisation de la bande passante. Toutefois, les technologies de mise en mémoire (utilisation des tampons) et de traitement des paquets dans le domaine optique ne sont pas assez mûres pour la commercialisation. Dans ce contexte, la commutation de rafale optique (OBS) est devenue un nouveau paradigme de commutation. Elle est censée fournir un transport de données à haut débit, de manière flexible, efficace et réalisable. OBS est une technique hybride de la commutation de circuit optique et de la commutation de paquet optique, qui combine leurs avantages tout en surmontant certaines de leurs limites. La commutation de rafale optique exige moins de complexité technologique que celle de la commutation de paquet optique. Toutefois, contrairement aux réseaux optiques à commutation de circuit, les réseaux OBS souffrent des pertes des données. Ces pertes sont non seulement dues aux contentions et à l'insuffisance de l' « offset-time » mais également à l'échec de transmission des informations de routage. Dans ce mémoire, nous étudions les pertes dues à la non transmission des informations de contrôle. Les résultats obtenus montrent que les techniques proposées offrent de meilleures performances. Le bon choix du nombre de canaux de contrôle/canaux de données permet de réduire le taux de perte dû à la congestion dans les canaux de contrôle. Après le bon choix effectué, la technique de construction des rafales basée sur la disponibilité des canaux de contrôle permet de réduire les pertes dues aux contentions à l'entrée des canaux de contrôle. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Contention, Commutation de rafale optique (OBS), Canal de contrôle, Canal de données, Paquet de contrôle, Rafale.

Le concept de la grille de calcul a émergé récemment comme infrastructure apte à répondre aux exigences des applications scientifiques et économiques en termes de stockage et calcul. Le principe de la grille est de regrouper toute la puissance inexploitée des ordinateurs d'un réseau pour la mettre à la disposition des applications nécessitant de grands calculs. Il s'agit également d'utiliser l'espace de stockage inutilisé des serveurs pour y entreposer des données. Une grille de calcul représente donc une collection de ressources informatiques réparties en plusieurs emplacements et agissent en tant que ressources de traitement unifiées ou comme une collection d'ordinateurs virtuels. L'avantage de la grille consiste en un traitement plus rapide et plus efficace. Elle permet aussi d'éliminer l'inconvénient de lier étroitement des machines spécifiques à des travaux spécifiques. Puisqu'elle permet à des utilisateurs et à des applications d'accéder et de contrôler efficacement diverses ressources de différentes locations distribuées. Toutefois, sans un moyen de transport de données assez rapide, il y aurait aucun avantage dans le traitement distribué des données. La commutation optique par rafales (OBS) a été identifiée comme la technologie idéale pour répondre aux exigences de la grille. Cette approche est connue sous le nom de grille basée sur OBS « GOBS ». Dans ce mémoire nous étudions et évaluons la performance d'un réseau GOBS. Nous présentons aussi le problème de multi-ressource dans le cas où plusieurs ressources informatiques seront dédiées pour le traitement des tâches de la grille. Les résultats obtenus nous ont permis de démontrer que l'approche multi-ressource est efficace pour le traitement distribuée au sein de la grille et particulièrement dans le cas de grandes tâches. Elle permet de réduire le taux de perte et aussi d'assurer un traitement plus rapide. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Grille de calcul, GOBS, OBS, Tâche, Burst, Rafale, Paquet de contrôle, Ressource.

Les réseaux optiques ont connu une émergence importante dans le domaine des télécommunications, et ceci grâce à leur bande passante offerte. Actuellement, la technique la plus prometteuse est la commutation optique de rafales (OBS). D'une part, OBS permet une meilIeure exploitation de la bande passante, tout en ayant un degré de complexité inférieur à OPS (Optical Packet Switching), d'autre part, OBS offre une gestion des ressources beaucoup plus efficace, comparée à OCS (Optical Circuit Switching). Plusieurs études ont démontré que le mécanisme « load-balancing » permet d'équilibrer le trafic à travers les différents noeuds, réduisant ainsi la probabilité de congestion dans les réseaux OBS. Cependant, l'utilisation du « load-balancing » a mis en évidence d'autres problèmes, particulièrement au niveau de la couche TCP (Transmission Control Protocol). De là, « Source-ordering » a été proposé comme solution pour améliorer les performances de TCP, en effectuant l'ordonnancement des rafales au niveau des sources. Dans ce travail, nous nous proposons d'étudier et d'approfondir le mécanisme du « load-balancing » afin de maximiser le débit TCP. Notre défi consiste a trouver un concept permettant d'éviter la réception en désordre des segments IP, au niveau de la couche TCP, et par conséquent à réduire le nombre de FTOs (False Time Out) et de FFRs (False Fast Retransmit). Nous avons implémenté une nouvelle technique basée sur le mécanisme de résolution de contention proactive « load-balancing » qu'on a appelée « ordonnancement à la destination ». Les résultats obtenus montrent une amélioration importante du débit TCP lors de l'emploi du mécanisme d'ordonnancement à la destination. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Maximisation du débit TCP, OBS, TCP, Rafale, Résolution de contention, Mécanisme proactif, Chemins alternatifs, Equilibrage de charge.

Mon activité s'inscrit dans le cadre de l'information et de l'optique quantiques fondamentales et appliquées. L'axe principal concerne la réalisation des briques photoniques élémentaires utiles aux réseaux quantiques, qui permettent à la fois la communication longue portée et le traitement de l'information quantique. Ces briques, à base d'optique intégrée, permettent d'exploiter efficacement les interactions non−linéaires optique−optique et électro−optique induites par le fort confinement des champs optiques au sein des structures guidantes. L'apport de cette technologie représente un atout essentiel lorsqu'il s'agit d'implémenter une véritable ingénierie de l'intrication, qui est l'une des ressources fondamentales de l'information quantique. J'entreprends également une recherche exploratoire visant le stockage quantique au sein d'ensembles d'atomes froids via le transfert de l'information quantique portée par des photons sur une onde de spin imprimée sur les atomes.

La fibre optique constitue une alternative sérieuse au câblage coaxial classique pour de nombreuses applications analogiques. En effet, outre son diamètre et sa masse beaucoup plus faible, elle ne perturbe pas les dispositifs électriques et elle assure une excellente isolation du signal véhiculé. Dans le cadre de notre étude, l'application principalement visée est la distribution par fibre optique de signaux de référence de fréquence dans les différents sous systèmes d'un satellite de télécommunications. D'autres applications possibles sont l'alimentation et le contrôle d'une antenne sol et l'accès aux divers éléments d'une antenne active. Toutefois, la liaison optique doit respecter certaines contraintes vis à vis de la qualité du signal véhiculé, en particulier en termes de bruit. Le travail présenté dans ce mémoire traite de l'optimisation en bruit de phase de liaisons optiques destinées à la diffusion d'un signal de référence de fréquence. Le problème de l'émetteur (le laser) est présenté, mais c'est surtout au niveau du récepteur que des concepts originaux ont été développés. En particulier l'approche photo-oscillateur, c'est à dire un oscillateur synchronisé par l'onde optique modulée, a été utilisée pour réaliser différents récepteurs à des fréquences de 10 MHz, 874.2 MHz et 3.5 GHz. L'intérêt de cette approche réside dans le filtrage naturel du bruit de phase loin de la porteuse et dans la puissance de sortie constante délivrée par le photo-oscillateur. Dans le cas de l'application à 10 MHz il s'agissait de transmettre des signaux d'oscillateurs ultra-stables en conservant au mieux leurs caractéristiques spectrales. Les autres applications (à 874.2 MHz et 3.5 GHz) étaient moins critiques vis à vis de la pureté spectrale. Elles ont permis de tester les approches, et les composants les plus appropriés pour leur mise en Suvre.

Cette thèse, intitulée « Attraction de polarisation et instabilité modulationnelle incohérente dans les fibres optiques », présente l'étude théorique et expérimentale de deux processus novateurs dans le domaine de l'optique non linéaire dans les fibres optiques. Après avoir introduit quelques rappels théoriques utiles dans le premier chapitre, le second chapitre présente une étude sur l'Instabilité Modulationnelle incohérente dans les fibres optiques. Cette étude démontre la possibilité de générer de l'Instabilité Modulationnelle dans une fibre optique à l'aide d'une onde optique partiellement incohérente, et met en avant ses caractéristiques principales. Le troisième chapitre traite du phénomène d'attraction de polarisation dans les fibres optiques isotropes. Nous y démontrons son existence, ainsi que ses principales caractéristiques, et étudions l'usage qui pourrait en être fait pour des applications télécoms.

L'avènement des techniques de haute resolution angulaire revolutionne notre connaissance des objets stellaires. En particulier, les diagnostiques de polarisation couples l'interferometrie ouvrent de nouvelles perspectives, en resolvant les structures polarises generalement moyennees sur la surface et donc perdues en spectro-polarimetrie classique. Apres avoir rappele les enjeux de l'observation des etoiles chimiquement particulieres (Ap), je developpe un outil de simulation numerique, avec lequel je montre que l'introduction des mesures interferometriques marginalement rsolues ameliore la reconstruction des cartes d'abondance et de topologie magnetique. Des observations au GI2T valident ce mode spectro-polarimtrique sur un interferometre. Neanmoins, des problemes techniques m'ont empeche d'obtenir des donnees de qualite suffisante pour une exploitation sur les etoiles Ap.<br /><br />L'imagerie par synthese d'ouverture est le prolongement naturel de ces methodes differentielles. Cependant son application aux toiles Ap necessite simultanment une forte couverture du plan (u,v), une haute resolution spectrale et eventuellement une analyse de la polarisation. Dans ce contexte d'un interferometre spectro-imageur a grand nombre de telescopes (proposition VITRUV), je confirme l'interet de l'optique planaire par des observations au VLTI. J'etudie differents concepts de recombinaison et compare leurs performances. Enfin, j'ebauche l'analyse de la polarisation instrumentale et en deduit les specifications pour un mode polarimetrique au VLTI.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Lasers, molécules, rayonnement atmosphérique : Lille 1 : 2004. / Résumé. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Trois articles en anglais retirés. Bibliogr. p. 185-190.