Mathématique-Physique

Couplage de modes et "Symétrie Parité-Temps" en Photonique

by Mr Yann Boucher (École Nationale d'Ingénieurs de Brest)

Europe/Paris
A318 (IMB)

A318

IMB

Description

Ces dernières décennies, la redécouverte des opérateurs Hamiltoniens non-hermitiques, et des systèmes quantiques présentant une "Symétrie Parité-Temps", a suscité de nombreux travaux. La transposition à la Photonique guidée prend une forme particulièrement attractive, dans la mesure où l'équation de Schrödinger initiale, temporelle, est simplement remplacée par une équation d'évolution ondulatoire spatiale, le long de l'axe de propagation. 

Deux systèmes-modèles résument la situation : d'une part, un coupleur co-directionnel entre deux guides d'onde monomodes de même indice effectif, l'un amplificateur et l'autre atténuateur, les pertes de l'un équilibrant exactement le gain de l'autre ; et d'autre part, une structure active à rétroaction distribuée dite "à couplage par le gain", dans laquelle une modulation périodique du gain et/ou des pertes est responsable d'un couplage contra-directionnel associé à un effet d'amplification sélective très efficace. 

Dans un cas comme dans l'autre, le formalisme du Couplage de Modes s'avère un outil algébrique à la fois simple et puissant qui conduit à des réponses analytiques explicites, en coordonnées normalisées, permettant la mise en évidence claire des mécanismes sous-jacents. Nous nous proposons d'exposer les principes de base de cette approche, appliquée à des systèmes-modèles plus ou moins élaborés, notamment dans des structures où la "Symétrie Parité-Temps" est associée à des effets de cavité résonnante.


Keywords: Parity-Time Symmetry (PTS), Distributed Feed-Back (DFB), Coupled-Mode Theory (CMT)

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