Laboratoire de Physique de la Matière et du Rayonnement

CNEPRU : Etude de la dynamique des impulsions solitoniques dans les systèmes de communications à fibres optiques

Code	Durée
B00L02UN410120190002	2019-2022

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Chef de Projet

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Membres

Nom et Prénom	Grade	Filière
Abdesselam Bouguerra	Professeur	Physique
Kamel Mezghiche	Maître de Conférences B	Physique
Kamel MADDOURI	Maître de Conférences B

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Description de Projet

Une impulsion solitonique ou soliton est une impulsion localisée se propageant sans altérer son profil dans un milieu de propagation non-linéaire donné. Ainsi, il présente un intérêt applicatif dans le domaine de la transmission d’informations optiques, comme dans celui des lasers à blocage de modes qui produisent des impulsions courtes ou ultracourtes (subpicosecondes). L’étude des solitons constitue aussi un sujet fondamental de recherche dans le domaine de la dynamique non-linéaire, et fait appel à des techniques mathématiques et numériques élaborées. Les solitons optiques basés sur l’équation de Schrödinger non-linéaire ont été largement étudiés. Ils reposent sur un équilibre entre la dispersion chromatique du deuxième ordre et la non-linéarité Kerr, principaux effets physiques intervenant dans la propagation d’impulsions optiques en régime subnanoseconde dans les fibres optiques.

Cependant, les milieux de propagation présentent généralement d’autres effets physiques, qui peuvent modifier considérablement les propriétés (existence, profil, stabilité) des solutions de type soliton. Certains effets peuvent être considérés comme des effets d’ordre supérieur : dispersion chromatique d’ordre 3 et 4 ; saturation de l’effet Kerr. Ils sont ajoutés à l’équation de Schrödinger non-linéaire qui devient, par exemple, une équation cubique-quintique.

Pour l’étude des systèmes réels, qu’il s’agisse des lignes de transmission télécoms optiques ou bien des lasers à fibres optiques, il est également important de prendre en compte l’existence de pertes, qui doivent être compensées par un mécanisme de réamplification optique des impulsions. Au lieu de considérer la dissipation de façon néfaste, on peut lui donner un rôle crucial dans la formation et la stabilisation d’une nouvelle catégorie de solitons optiques.

Au laboratoire LPMR de l’Université de Souk Ahras, nous avons contribué de manière significative à l’étude de la dynamique de soliton optique, via l’exploration d’un certain nombre de propriétés inédites, en particulier celles qui concernent les interactions entre solitons adjacents.

Ce domaine de recherche, très stimulant au point de vue de la science non-linéaire fondamentale, est également tourné vers :

-les applications potentielles, qui concernent d’une part l’amélioration des sources lasers à impulsions ultracourtes, - la possibilité de produire des impulsions « sur mesure » ou des séquences d’impulsions optiques, et d’autre part une extrapolation aux lignes de transmission télécom ultra-haut débit et longue distance, employant la régénération optique qui est un processus de dissipation non-linéaire destiné à remettre en forme les bits d’informations optiques