Thèse : Sciences physiques : Paris, Faculté des sciences : 1857. / Titre provenant de l'écran-titre.

Reproduction de : Thèse de docteur-ingénieur : automatique : Grenoble, INPG : 1981. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.

Thèse de doctorat : Lasers, molécules et rayonnement atmosphérique : Lille 1 : 2001. / Textes et résumés en français et en anglais. Bibliogr. p. 117-122. Notes bibliogr.

Thèses (Ph.D.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1997. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Th. 3e cycle--Optique--Besançon, 1977. N°: 280.

Th.--Sci. phys.--Besançon, 1978. N°: 128. / 8 _ Extr. en partie de Applied optics, 16, 1977, 2, 454-461 ; de Optic communications, 16, 1976, 1, 99-103 ; 19, 1976, 2, 229-231 ; 22, 1976, 1, 103-106 et de Optica acta, 24, 1977, 8, 827-835.

Dans cette thèse de doctorat, nous menons des investigations théoriques et expérimentales relatives aux structures localisées dans des lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSELs), aussi appelées solitons de cavité. Elles consistent en des pics d'intensité lumineuse dans le plan transverse à la propagation du faisceau lumineux. Ils ont été notoirement proposés pour deux applications :stockage tout optique de l'information, et le traitement de l'information optique.Dans la première partie de cette thèse, nous investigons les aspects théoriques des structures localisées dans un VCSEL à grande surface d'émission soumis à une injection optique et à un retour retardé. Nous dérivons une équation de Swift-Hohenberg généralisée à retard, d'application lorsque le système est proche du régime de bistabilité optique. En premier lieu, nous caractérisons les structures localisées stationnaires, en construisant leur diagramme de bifurcation en serpentage, typique de leur regroupement dans la zone d'accrochage des paramètres. Ensuite, nous montrons que le retour retardé peut induire un mouvement spontané de structures localisées à deux dimensions dans une direction arbitraire du plan transverse. Nous caractérisons ces structures mobiles en estimant le seuil de ce mouvement, ainsi que sa vitesse.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous rapportons la formation spontanée de structures localisées dans un VCSEL de 80 micromètres de diamètre, pompé au delà de son seuil d'émission laser, et soumis à une injection optique. Ces structures sont bistables en la puissance du faisceau d'injection, ainsi qu'en le courant électrique. Nous étudions expérimentalement leur formation pour différents décalages en fréquence avec le faisceau de pompe optique. Nous rapportons la première mesure expérimentale mettant en évidence le caractère vectoriel des structures localisées générées dans un laser à grande surface d'émission: la polarisation de la structure localisée n'est pas celle de l'injection optique, dans la mesure où cette dernière est elliptique. Nous apportons un éclairage théorique sur cette expérience, en prenant en compte la dynamique de retournement de spin propre aux VCSELs à puits quantique. Ces résultats laissent entrevoir la possibilité de multiplexer l'information transmise en utilisant les propriétés de polarisation des structures localisées, utilisées comme pixels à la surface du VCSEL. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les travaux de thèse présentés dans ce manuscrit concernent la propagation non linéaire d’ondes partiellement cohérentes dans des fibres optiques. En particulier, nous focalisons notre attention sur le cas où le système d’ondes aléatoires est bien décrit par l’équation intégrable de Schrödinger non linéaire. Nous étudions expérimentalement et numériquement l’évolution de la statistique des fluctuations d’intensité en fonction des paramètres fondamentaux tels que le régime de dispersion. Afin de mesurer la statistique de puissances optiques fluctuant avec des échelles de temps de l’ordre de la picoseconde, nous avons développé un dispositif d’échantillonnage optique asynchrone. Nos expériences montrent que la propagation non linéaire influence nettement la statistique du système d’ondes aléatoires qui s’éloigne fortement de la distribution normale. La probabilité des évènements de grandes amplitudes augmente fortement en régime focalisant et diminue fortement en régime défocalisant. Nos simulations de l’équation de Schrödinger non linéaire à une dimension reproduisent quantitativement nos résultats et révèlent l’apparition de structures cohérentes au sein des fluctuations aléatoires. En particulier, en dispersion anormale, il est possible d’identifier des structures voisines de solutions de l’équation modèle utilisée tels que les solitons sur fond continu aujourd’hui considérés comme prototypes d’ondes scélérates. Nos travaux concernent principalement des phénomènes non linéaires stochastiques dans un système proche de l’intégrabilité et contribuent donc à l’étude expérimentale de la turbulence intégrable. / This thesis deals with nonlinear propagation of partially coherent waves in optical fibers. We focus our attention on systems of random waves that are well described by the integrable one dimensional nonlinear Schrödinger equation. We study both experimentally and numerically the statistical evolution of power fluctuations of random waves both in normal and in anomalous dispersion regimes. In order to measure statistics of the power fluctuations of partially coherent optical waves with typical time scales in the range of picosecond, we have performed an asynchronous optical sampling method. Our experiments show that nonlinear propagation strongly influences the statistics of wave systems by producing deviations from the normal distribution. The probability of occurrence of extreme events is significantly enhanced in the focusing regime whereas it is strongly reduced in the defocucing regime. Our numerical simulations of the one-dimensional nonlinear Schrödinger equation reproduce experimental results in a quantitative way. Moreover, our results provide evidence of the emergence of coherent structures embedded in the random fluctuations. In the focusing regime, we observe coherent structures similar to solitons on finite background that are now considered as prototypes of rogue waves. From our work about nonlinear propagation of random waves in systems described by nearly-integrable equations, we hope to contribute to the development of the field of integrable turbulence.

La mise en forme des composites MTP reprend des techniques déjà utilisées pour la mise en forme des pièces thermoplastiques simples comme le thermoformage ou le soudage. Cette thèse a proposé l'étude du procédé de soudage laser des composites à matrice thermoplastiques unidirectionnelles. La technique du soudage laser présente des avantages spécifiques pour des applications industrielles par rapport à d’autres technologies conventionnelles : méthode sans contact, précise et flexible. C’est un procédé facile à automatiser et à contrôler, un soudage rapide (quelques secondes), et une absence de vibration durant le procédé de soudage. Le procédé de soudage laser implique deux pièces composites. Une pièce semi-transparente à la longueur d’onde du laser et l’autre absorbante à la même longueur d’onde. La puissance du faisceau laser est transmise à travers le matériau semi-transparent et est absorbée à l’interface des deux matériaux. Le contact entre les pièces provoque le chauffage à l’interface (un transfert de chaleur par conduction a lieu entre les deux matériaux). Ainsi, la fusion des deux matériaux se produit (la liaison entre les deux parties se produit lorsque T>Tfusion dans ce domaine pour les polymères semi-cristallins et T>Tg pour les polymères amorphes). Cependant durant le procédé quelques difficultés apparaissent : les matériaux sont hétérogènes et anisotropes, cela entraine la divergence du trajet optique du faisceau laser à chaque interface fibre-matrice (phénomène de réfraction) causée par la multiplication des interfaces fibres matrice dans le matériau. Ce qui a en effet une influence sur la distribution de puissance à l'interface de soudure. La puissance de soudage du laser est réduite par cet effet de réfraction. L’obtention d’un joint de soudure de bonne qualité est conditionnée par une bonne compréhension du comportement du matériau sous l’irradiation laser, basée sur une identification, une modélisation des phénomènes optiques et thermiques impliqués. / The composite forming uses technologies being used for the simpler thermoplastic parts forming as thermoforming or welding. This thesis proposed study of transmission laser welding process in unidirectional thermoplastic composites. Transmission Laser Welding technique presents specific advantages for industrial applications over other conventional technologies: the method is accurate, flexible, small heat affected zone, easy to automate and control and non-contaminant, absence of vibration during the welding process (contrary to the ultrasonic welding, friction welding), fast welding speed for welding plastic parts with an acceptable welding time. Transmission Laser Welding of composites involves two joining parts: one semi-transparent to the laser wavelength and the other part is absorbent in the same wavelength. The two parts are positioned together before the welding. The laser beam energy is transmitted through the semi-transparent material and is absorbed within the surface of the second materials. The bonding between the two components the two parts allows the heating of the semi-transparent part by thermal conduction. Thus, melting and fusion of the both materials interface occurs (the bonding between the two parts occurs when T > Tmelt in this area). However, some difficulties are experienced during this process: heterogeneous and anisotropic materials; problems of the laser beam transfer caused by the multiplication of fiber-matrix interfaces in materials. This is highly correlated to the energy arriving at the welding interface. Obtaining of a good quality of welded seam is conditioned by a good understand of material behavior under laser irradiation, based on a clear identification, modeling of optical and thermal phenomena involved.

Ce travail porte sur l'élaboration et la caractérisation des systèmes à base de polymères biocompatibles en présence de solvants isotropes et anisotropes. La caractérisation de ces réseaux de polymères acryliques et méthacryliques, obtenus par photopolymérisation radicalaire, a été effectuée par gonflement en masse dans des solvants isotropes (l’eau) et anisotropes (des cristaux liquides de type cyanobiphényl). La cinétique de gonflement dans l’eau a été suivie en fonction du taux de réticulation et du pH. Le gonflement des réseaux polymères dans certains cristaux liquides a été étudié en fonction de la température à l’aide d’un microscope optique et une platine chauffante. Le taux de gonflement ne dépasse pas les 5% à cause des fortes interactions entre le polymère et le cristal liquide.Ces matériaux présentent un intérêt particulier dans le domaine des dispositifs électro-optiques. Une étude détaillée du comportement électro-optique a été effectuée pour des films polymères-cristaux liquides élaborés par la méthode de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV). Certains systèmes binaires présentent des phénomènes de relaxation conduisant à l’obtention d’un effet de mémoire optique après la coupure du champ électrique.La caractérisation des structures synthétisées a été effectuée à travers l’utilisation de techniques expérimentales performantes telles que la spectroscopie Infra-rouge à Transformée de Fourier (FTIR), la résonance magnétique nucléaire (RMN), la microscopie optique à lumière polarisée (MOP), la microscopie électronique à balayage (MEB), la Chromatographie d’Exclusion Stérique (SEC) et l’analyse enthalpique différentielle (AED). / This study focuses on the development and characterization of systems based on biocompatible polymers in the presence of isotropic and anisotropic solvents. The characterization of these networks of acrylic and methacrylic polymers obtained by radical photopolymerization was carried out by swelling experiments in an isotropic environment (water) and in anisotropic solvents (using cyanobiphenyls as liquid crystals). The kinetics of swelling in water was followed by the rate of crosslinking and pH. The swelling of polymer networks in some liquid crystals has been studied as a function of temperature using an optical microscope and a heating stage. The swelling ratio did not exceed 5% because of strong interactions between the polymer and liquid crystal.These materials are of particular interest in the field of electro-optical devices. A detailed study of electro-optical properties has been performed for polymer-liquid crystal films, prepared by the method of phase separation induced by ultraviolet (UV) radiation. Some binary systems exhibit relaxation phenomena leading to optical memory effects after stopping the electric field. The characterization of synthesized structures was performed through the use of powerful experimental techniques such as Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Polarized Optical Microscopy (MOP), Scanning Electron Microscopy (SEM), Size Exclusion Chromatography (SEC) and Differential Scanning Calorimetry (DSC).