Mélange à quatre ondes

Le mélange à quatre ondes est un effet optique non linéaire, qui consiste en une intermodulation entre trois ondes électromagnétiques de nature à générer ou amplifier une quatrième.

Lorsque trois ondes de fréquences , et interagissent dans un milieu non-linéaire (un accord de phase est nécessaire), elles peuvent produire les fréquences

Caractéristiques du processusModifier

  • En tant que processus du troisième ordre (i.e. proportionnel à  ), il est généralement d'intensité assez faible, intéressant seulement en l'absence de processus de second ordre (par exemple dans un matériau centrosymétrique, où la susceptibilité non-linéaire d'ordre deux   est nulle).
  • L'accord de phase est en général réalisé non colinéairement dans les solides et colinéairement en utilisation la dispersion anormale dans les gaz.
  • Le processus peut être largement plus efficace en présence d'une résonance à un ou deux photons (i.e. niveau excité du cristal considéré proche de l'énergie apportée par un ou deux des photons incidents).

UtilisationsModifier

Le mélange à quatre ondes joue un rôle important dans la génération de supercontinuum dans les fibres optiques à cristal photonique[1], particulièrement dans le cas d'impulsions longues (durée supérieure à la picoseconde).

C'est également une cause de gêne majeure dans le domaine de télécommunications par fibre optique, particulièrement dans le cas de multiplexage en longueur d'onde.

Mélange à quatre ondes dégénéré en fréquenceModifier

Lorsque les trois fréquences incidentes sont identiques, on parle de mélanges à quatre ondes dégénéré, ce qui peut être utilisé pour la réalisation de miroirs à conjugaison de phase[2] ou la génération de troisième harmonique (THG).

Si les fréquences de deux des ondes sont identiques, on parle de mélange à quatre ondes partiellement dégénéré[2].

RéférencesModifier

  1. Supercontinuum generation in photonic crystal fiber, Dudley, Genty et Coen, in. Reviews of modern physics, vol. 78, octobre-décembre 2006
  2. a et b G He, « Optical phase conjugation: principles, techniques, and applications », Progress in Quantum Electronics, vol. 26, no 3,‎ , p. 131–191 (DOI 10.1016/S0079-6727(02)00004-6, lire en ligne, consulté le )

Autres sourcesModifier

  • Electromagnétisme non-linéaire, cours de 3e année de Robert Frey à l'institut d'optique, édition 1992.
  • (en) Article sur le mélange à quatre ondes sur l'Encyclopedia of Laser Physics and Technology.

Voir aussiModifier