École Polytechnique

Optique non-linéaire

Manuel Joffre
Vincent  Kemlin

Instructors: Manuel Joffre

8,276 already enrolled

Included withCoursera Plus

Gain insight into a topic and learn the fundamentals.
4.7

(55 reviews)

25 hours to complete
3 weeks at 8 hours a week
Flexible schedule
Learn at your own pace
Gain insight into a topic and learn the fundamentals.
4.7

(55 reviews)

25 hours to complete
3 weeks at 8 hours a week
Flexible schedule
Learn at your own pace

Details to know

Earn a career certificate

Add to your LinkedIn profile

Assessments

16 assignments

Taught in French

See how employees at top companies are mastering in-demand skills

Placeholder
Placeholder

Earn a career certificate

Add this credential to your LinkedIn profile, resume, or CV

Share it on social media and in your performance review

Placeholder

There are 11 modules in this course

Après une brève description de l’origine microscopique de la réponse linéaire d’un matériau, ce chapitre introduira l’origine physique de l’absorption et de l’indice de réfraction. On montrera ensuite comment un régime d’excitation plus élevé impose de sortir du cadre d’une réponse strictement linéaire. Enfin, une introduction au langage Scilab permettra de disposer d’un outil de calcul numérique qui sera utilisé dans toute la suite du cours.

What's included

11 videos2 readings1 assignment

On introduira successivement les séries et les transformées de Fourier. L’analyse de Fourier d’un signal sonore nous permettra d’illustrer un certain nombre de propriétés utiles comme par exemple la relation entre largeur temporelle et largeur spectrale, qui sera approfondie en TD. On introduira également des notions importantes comme le retard de groupe et la dérive de fréquence. Enfin, la transformée de Fourier discrète permettra d’illustrer ces notions de manière numérique.

What's included

10 videos2 readings1 assignment

On établira l’équation de propagation en régime linéaire à partir des équations de Maxwell, puis on discutera plus en détail le cas particulier d’une onde plane. On étudiera ainsi la propagation d’une impulsion brève, dominée par la dispersion chromatique de l’indice de réfraction. Le rôle central joué par la phase spectrale sera illustrée en TD et par des expériences d’interférométrie.

What's included

8 videos3 readings2 assignments

Ce chapitre est consacré au cas particulier d’un faisceau monochromatique, ce qui permet d’étudier en détail l’évolution du profil spatial au cours de la propagation dans le cadre de l’approximation paraxiale. On développera notamment l’analogie spatio-temporelle, qui permettra de faire le parallèle entre la diffraction d’un faisceau lumineux et la dispersion d’une impulsion brève.

What's included

5 videos1 reading2 assignments

On aborde ici le régime non-linéaire, qui sera traité tout d’abord dans le cas d’une superposition d’ondes monochromatiques. On obtient alors un système d’équations différentielles non-linéaires couplées. Puis, dans le cas d’une impulsion brève, on établira l’équation de propagation non-linéaire dans le cadre de l’approximation de l’onde lentement variable. On discutera enfin de l’influence de la symétrie du matériau sur la nature de sa réponse optique non-linéaire.

What's included

5 videos1 reading1 assignment

L’optique non-linéaire du deuxième ordre donne lieu à des processus comme l’addition et la différence de fréquences. Ce chapitre porte sur le cas particulier du doublage de fréquence, ou génération de seconde harmonique. On introduira notamment la notion d’accord de phase, qui peut être obtenu par exemple à l’aide d’un matériau biréfringent. La méthode alternative dite du quasi accord de phase sera développée en TD.

What's included

9 videos2 readings2 assignments

Toujours dans le cadre de l’optique non-linéaire du deuxième ordre, le mélange à trois ondes permet de comprendre l’origine physique du phénomène d’amplification paramétrique, qui permet notamment de concevoir des sources lumineuses accordables sur une très grande gamme spectrale. Les applications en optique quantique seront également brièvement évoquées. Le TD portera sur le doublage de fréquence en régime fort.

What's included

9 videos2 readings2 assignments

L’optique non-linéaire du troisième ordre donne lieu à une très grande variété de phénomènes physiques, dont l’effet Kerr optique constitue un exemple emblématique résultant de la variation de l’indice de réfraction avec l’intensité lumineuse. On étudiera ici les conséquences dans le domaine spatial (autofocalisation) et spectro-temporel (génération de continuum spectral). Le TD portera sur l’effet Kerr optique effectif résultant d’une cascade de deux effets du second ordre.

What's included

9 videos2 readings1 assignment

Ce chapitre porte sur la saturation d’absorption, l’absorption à deux photons, la fluorescence par excitation à deux photons et la génération de troisième harmonique. Les applications de certains de ces phénomènes à la microscopie non-linéaire d’objets biologiques seront illustrées par des résultats expérimentaux obtenus au Laboratoire d’Optique et Biosciences.

What's included

8 videos1 reading1 assignment

Ce dernier chapitre introduit le phénomène à l’origine du fonctionnement stationnaire d’un laser femtoseconde, qui est un effet de type soliton permettant une compensation parfaite entre la dispersion de vitesse de groupe et l’effet Kerr optique. Les applications en métrologie à l’aide de peignes de fréquences seront également évoquées, de même que l’amplification à dérive de fréquence.

What's included

8 videos1 reading

The description goes here

What's included

3 assignments

Instructors

Instructor ratings
4.9 (10 ratings)
Manuel Joffre
École Polytechnique
2 Courses18,436 learners
Vincent  Kemlin
École Polytechnique
1 Course8,276 learners

Offered by

Recommended if you're interested in Electrical Engineering

Why people choose Coursera for their career

Felipe M.
Learner since 2018
"To be able to take courses at my own pace and rhythm has been an amazing experience. I can learn whenever it fits my schedule and mood."
Jennifer J.
Learner since 2020
"I directly applied the concepts and skills I learned from my courses to an exciting new project at work."
Larry W.
Learner since 2021
"When I need courses on topics that my university doesn't offer, Coursera is one of the best places to go."
Chaitanya A.
"Learning isn't just about being better at your job: it's so much more than that. Coursera allows me to learn without limits."

Learner reviews

Showing 3 of 55

4.7

55 reviews

  • 5 stars

    90.74%

  • 4 stars

    3.70%

  • 3 stars

    3.70%

  • 2 stars

    0%

  • 1 star

    1.85%

AD
5

Reviewed on Jun 14, 2024

ZZ
5

Reviewed on Feb 18, 2022

DK
5

Reviewed on Sep 6, 2024

Placeholder

Open new doors with Coursera Plus

Unlimited access to 7,000+ world-class courses, hands-on projects, and job-ready certificate programs - all included in your subscription

Advance your career with an online degree

Earn a degree from world-class universities - 100% online

Join over 3,400 global companies that choose Coursera for Business

Upskill your employees to excel in the digital economy

Frequently asked questions