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Solitons, Lasers and Optical Communications

The SLCO team, attached to the Photonics department, is based on a very strong coupling between non-linear system theoreticians and experimental researchers in non-linear optics. It aims to develop new advanced optical functions that take advantage of the properties of light in different environments. The objective is to bring together our most recent advances in non-linear optics, ultra-fast optics, optoelectronics, optomechanics and innovative photonic materials in order to develop original approaches to optical signal processing that are disruptive with respect to the state of the art. This team is managed by Guy Millot et Frédéric Smektala.

Our Latest Results

Head Group 

 

Guy MILLOT

guy.millot[at]u-bourgogne.fr
Phone : +33 (0)3 80 39 59 81

Frédéric SMEKTALA

frederic.smektala[at]u-bourgogne.fr
Phone : +33 (0)3 80 39 60 29

 

Les principaux champs d’investigation portent sur les télécommunications optiques à hauts débits, le traitement tout optique de l’information, les nouvelles sources lasers, l’optique non linéaire avec des ondes incohérentes, les fibres optiques fortement non linéaires. Ces travaux s’appuient sur des études fondamentales dédiées à des phénomènes non linéaires originaux dans le domaine des fibres optiques et des guides nanométriques. Une partie de nos activités est construite en relation besoins exprimés par les industriels, dont certains sont impliqués dans des contrats (Bertin Technologies, CEA Valduc, URGO, TEB, Resolution Spectra Systems,…). Notre ambition est d'affirmer notre position de pôle d’excellence au niveau national et international dans le domaine de l’optique non linéaire dans les fibres optiques et de renforcer nos relations industrielles dans le domaine des applications lasers.

Team Members

Teaching researcher

CNRS researcher and engineers

UB  engineers

Non-permanent
  • G.Xu, Post-Doctorant, UBFC
  • U.Andral, Post-Doctorant, CRB
  • A. Parriaux, Doctorant

Alumni
  • P.Morin, CDD, FCS (1/3)
  • M.Alsaleh, Doctorante (4)
  • G.Xu, Doctorant (2), CRB&CNRS
  • P-Y.Bony, Doctorant (2), ERC
  • M.Guasoni, P-Doc, ERC
  • E.Tchomgo Felenou, Doctorant (3) co-tutelle (50%)
  • C.Mback, Doctorant (2) co-tutelle (50%)
  • R.Sifodil, doctorant (1) co-tutelle (50%)
  • F.Ambrani, CDD, FCS PRES P-Doc CRB
  • F.Feng, Doctorante (1), GCS PRES
  • U.Andral, Doctorant (1), MEN, 50% PFL-SLCO
  • S.Kaya, Doctorant (50%)

Thématiques de Recherche

Nos projets ont pour objectif le développement de sources fibrées d’impulsions à très haute cadence, l’étude des comportements collectifs de grands ensembles de solitons dissipatifs, la conception de micro et nano résonateurs à fibres optiques étirées, le développement de nouvelles fonctions tout optiques de traitement du signal, telles que l’auto-organisation de la lumière et le contrôle de la polarisation (projet ERC PETAL), la génération de supercontinuums, l’étude des événements extrêmes (ondes scélérates) en optiques et leur liens avec d’autres domaines (hydrodynamique, plasmonique).

L’activité instrumentation laser porte sur la mise au point de sources spécifiques non conventionnelles pour la réalisation de prototypes industriels d’importance stratégique. L’expérience acquise dans le domaine d’analyse LIBS (spectroscopie sur plasma induite par laser) portable est étendue au domaine de la géologie.

Nos activités de recherche s’ouvrent aussi de plus en plus vers le moyen infrarouge (2-10 µm) car de nombreuses molécules d'intérêt applicatif en chimie, biologie, médecine, environnement ont une signature dans ce domaine spectral. En particulier, nous développons des fibres optiques de nouvelle génération en verre de chalcogénures et de tellurite transparentes dans cette gamme spectrale. D'autre part, nous exploitons les peignes de fréquences pour des applications à destination des télécommunications et de la spectroscopie (santé, environnement).

Enfin, la réalisation de dispositifs nano-optiques intégrés sur substrat connectés aux fibres optiques et compatibles avec la technologie silicium est un objectif majeur.

Un des objectifs de l’équipe est d'équilibrer recherches fondamentales et appliquées dans le domaine de la photonique et de favoriser le transfert des savoirs faire auprès des industriels. Tout en continuant à développer des projets soutenus par des programmes nationaux et Européens, l’équipe souhaite aussi mettre l’accent sur des projets conduits directement en partenariat avec des entreprises ou au moins à fort potentiel de valorisation.

Polarization Attraction (ERC Petal)

Le projet  ERC PETAL (Polarization condEnsation for Telecom AppLications) porté par Julien Fatome, propose une approche radicalement différente du contrôle de la polarisation de la lumière dans les fibres optiques. Il s’agit d’une rupture technologique vis-à-vis des systèmes actuels de contrôle de la polarisation basés essentiellement sur des systèmes opto-électroniques à boucle de rétro-contrôle. L’idée novatrice développée dans PETAL est d’explorer et d’exploiter une propriété originale de la lumière à auto-organiser son état de polarisation dans une fibre optique. Un des objectifs du programme PETAL sera également de généraliser cet effet à d’autres paramètres de la lumière, notamment dans le domaine spatial à l’aide de fibres optiques supportant plusieurs modes de propagation. L’enjeu sociétal du projet PETAL sera d’intégrer ce type de fonctions optiques dans les futurs réseaux de télécommunications de sorte à migrer progressivement vers des réseaux optiques de plus en plus transparents et intelligents.

Contact: Julien Fatome

Rogue Waves

Modulation instability is a phenomenon of common occurrence in various fields of physics such as hydrodynamics, plasma physics and nonlinear optics, and was investigated from the 1960s onwards. This nonlinear process is known as a general precursor of highly localized wave structures, called breather waves, through amplification of perturbations.

Recent experimental configurations based on nonlinear fiber optics have allowed to evidence new breather structures and interactions such as rogue breathers, superregular breathers, breather molecules, and some dark-wave counterparts.

Contact: Bertrand Kibler

Non Linear Glasses and Special Optical Fibers

The Non Linear Glasses and Special Optical Fibers Group @ ICB Lab in Dijon is among international leaders for studying nonlinear effects in special optical fibers based on nonlinear infrared glasses such as chalcogenide or tellurite fibers, for mid infrared supercontinuum generation for example.

The Non Linear Glasses and Special Optical Fibers Group owns a strong expertise in the fabrication of non-silica optical fibers and all the facilities to synthesis soft glasses and preforms as well as to draw fibers. The Group owns skills to manufacture high quality optical glasses combining infrared transparency and high non-linear optical properties. For example, tellurite glasses cast in the laboratory are transparent up to 6 μm and have non-linear refractive indices 30 times greater than that of silica. Chalcogenide glasses can be transparent up to 10 to 20 µm depending on their chemical composition with nonlinear indices 100 to 1000 times greater than that of silica glass. The group has mastery of the mechanical machining of these glasses to obtain preforms adapted to the drawing of microstructured optical fibers. A versatile drawing tower dedicated to the drawing of all types of low-melting glasses is available in the group to draw optical fibers with distinct refractive index profiles: step-index fibers with varying core diameter or microstructured fibers such as suspended core fibers for example. By this way, a fine control of the chromatic dispersion is achievable, and also of the nonlinear properties such as supercontinuum generation in the infrared. Recently, the Group has demonstrated a supercontinuum generation spanning from 2 to 14 µm in a GeSeTe step index fiber [A. Lemière et al., JOSA
B 36 (2) A183 (2019)].

Contact: F.Smektala

Solid-state lasers and industrial applications

Contact: O.Musset

Dual-Comb Spectroscopy

Contact: G.Millot

Fiber Lasers and dissipative solitons

 

Contact: P.Grelu

Thermalization et condensation

Contact: A.Picozzi

Nonlinear Shaping

Dispersion and non-linearity are two effects widely considered to be harmful to the quality of an optical pulse. Nevertheless, when understood and controlled, these two effects open up a large range of possibilities. By exploiting these effects in optical fibres or waveguides, we are working to implement fundamental building blocks for ultra-fast information processing. Thus, we are working on the generation and the emporal or spectral manipulation of atypical optical profiles and on the optical functions of future networks. To achieve optimal performance, we can implement linear shaping steps, concepts from time-space duality or algorithms based on neural networks.

Find out more in:

Contact: C.Finot

Multimode Fibers

Contact:

Telecommunications at 2 µm

Nowadays, the communication traffic is inexorably increasing and the growing fiber-to-the-home (FTTH) deployment as well as the demand of high definition video content will not stop this trend. Unfortunately, it seems that we are reaching soon a 'capacity crunch'. To prevent it, radical approaches have to be adopted. The two best candidates are the space division multiplexing and the emergence of a new spectral band. The favorite band is around 2 µm thanks to the large amplification band of Thulium. It is likely that the interest for the 2 µm wavelength band increases because it seems to be the perfect candidate for the convergence of fibers, photonics and plasmonics.

We are currently working on telecommunications at 2 µm. We explore the transmission of high bit-rate signal into subwavelength waveguides. Several material are considered as TiO2, SiGe, Si or SiN. First demonstrations have been recently published (see links). An (Open Access) interview is avalaible here.

Contact: K. Hammani

Our facilities

Temporal Characterization

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Spectral characterization

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Spatial characterization

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Signal generator

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Optical Fiber fabrication

Splicers

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