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Solitons, Lasers et Communications Optiques

L’équipe SLCO, rattachée au département Photonique, est fondée sur un très fort couplage entre théoriciens des systèmes non linéaires et expérimentateurs en optique non linéaire. Elle vise au développement de nouvelles fonctions optiques avancées tirant partie des propriétés de la lumière dans différents milieux. L’objectif est de faire converger nos progrès les plus récents en optique non linéaire, optique ultra-rapide, optoélectronique, optomécanique et matériaux photoniques innovants afin de développer des approches originales, en rupture par rapport à l’état de l’art, pour le traitement optique du signal. Cette équipe est co-animée par Guy Millot et Frédéric Smektala.

Nos résultats récents

Responsables

 

Guy MILLOT

guy.millot[at]u-bourgogne.fr
Tél : 03 80 39 59 81

Frédéric SMEKTALA

frederic.smektala[at]u-bourgogne.fr
Tél : 03 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.

Membres de l'équipe

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

  • 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.

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

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

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

La dispersion et la non-linéarité sont deux effets largement considérés comme nocifs à la qualité d’une impulsion d’une impulsion optique. Néanmoins, lorsque compris et maîtrisés, ces deux effets ouvrent un panel de possibilités inégalé. En exploitant ces éléments dans les fibres optiques ou bien dans des guides d’onde, nous œuvrons à la mise en œuvre de briques fondamentales pour le traitement ultra-rapide de l’information. Ainsi, nous travaillons sur la génération et la manipulation temporelle ou spectrale de profils optiques atypiques et sur les fonctions optiques des réseaux du futurs. Pour atteindre des performances optimales, nous pouvons mettre en œuvre des étapes de pré-sculpture linéaire, des concepts issus de la dualité temps/espace ou bien encore des algorithmes à base de réseaux neuronaux.

Voir aussi :

Contact: C.Finot

Aujourd'hui, le trafic des communications augmente inexorablement et le déploiement croissant de la fibre optique à domicile (FTTH) ainsi que la demande de contenu vidéo haute définition ne vont pas arrêter cette tendance. Malheureusement, il semble que nous arrivions bientôt à une limite. Pour l'éviter, des approches radicales doivent être adoptées. Les deux meilleurs solutions semblent être le multiplexage spatiale et l'émergence d'une nouvelle bande spectrale. La bande préférée est celle autour de 2 µm grâce à la large bande d'amplification du Thulium. Il est probable que l'intérêt pour la bande de longueur d'onde de 2 µm augmente car elle semble être le candidat parfait pour la convergence des fibres, de la photonique et de la plasmonique.

Nous travaillons actuellement sur les télécommunications à 2 µm en explorant la transmission d'un signal à haut débit  dans des guides d'ondes (de dimensions transverses) sub-longueurs d'onde. Plusieurs matériaux sont considérés comme TiO2, SiGe, Si ou SiN. Les premières démonstrations ont été publiées récemment (voir liens). Une interview (en anglais) est disponible ici.

Contact: K. Hammani

Nos équipements

Caractérisation Temporelle

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Caractérisation Spectrale

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Caractérisation Spatiale

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Génération de signaux

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Soudure de fibres optiques

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