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Université Nice Sophia Antipolis (22/10/2010), Stefania Residori (Dir.)
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Fronts et dynamiques spatio-temporelles dans l'expérience de la valve à cristaux liquides : effets de forçages spatiaux et rétroaction optique non locale
Florence Haudin1

L'apparition de structures spatiales est un phénomène universel. En optique non linéaire, générer des structures transverses et contrôler leur dynamique est important non seulement d'un point de vue fondamental mais aussi d'un point de vue des applications. Ce travail de thèse s'inscrit dans cette logique de caractérisation et manipulation des structures spatiales optiques, engendrées dans une expérience de valve à cristaux liquides. Une première partie est consacrée aux effets de forçages spatiaux sur la propagation de fronts, induits avec un modulateur spatial de lumière. Une étude unidimensionnelle, incluant des comparaisons avec des modèles analytiques et des résultats numériques, montre l'existence d'une région d'agrafage à l'intérieur de laquelle des états localisés de taille différente peuvent être générés. Une extension à deux dimensions est aussi présentée pour différentes géométries du forçage spatial. La seconde partie s'intéresse aux effets d'une rétroaction non locale sur les structures localisées, apparaissant en présence simultanée de diffraction et d'interférence de polarisation. Dans le cas d'un effet de translation, un phénomène d'advection des structures est observé, associé à l'apparition de singularités de phase dans leur sillage. Au-delà d'un certain taux de translation, un autre régime est atteint avec une périodicité le long de la direction de translation. Dans le cas où rotation et translation sont présentes simultanément, les modes d'auto-organisation des structures localisées présentent des analogies avec certains modes de croissance des végétaux. L'influence des différents paramètres, dont la rotation, est caractérisée sur les motifs obtenus.
1:  INLN - Institut Non Linéaire de Nice Sophia-Antipolis
fronts – structures spatiales – dynamiques spatio-temporelles – valve à cristaux liquides – phénomène d'agrafage – forçages spatiaux – effets non locaux – phyllotaxie

Fronts and spatio-temporal dynamics in the Liquid Crystal Light Valve experiment : effects of spatial forcings and optical non local feedback
The appearance of spatial structures is a universal phenomenon. In nonlinear optics, generating transverse structures and controlling their dynamics is important not only from a fundamental point of view but also for potential applications. This work is carried out in this logic of characterizing and manipulating optical spatial structures, generated in a liquid crystal light valve experiment. The first part of the thesis is dedicated to the effects of spatial forcing on front propagation, which is done by using a spatial light modulator. A one-dimensional study, including the comparison with analytical models and numerical results, shows the existence of a pinning range inside which localized states of different size can be generated. A two-dimensional extension is also presented for different geometries of the spatial forcing. The second part deals with the effects of a nonlocal feedback on localized structures appearing in the simultaneous presence of diffraction and polarization interference. In the case of a translation effect, an advection phenomenon of structures is observed, associated with the appearance of phase singularities in their wake. Above a certain translation rate, another regime is attained, with periodicity along the direction of the drift. In the case where both translation and rotation are present, the self-organization modes of localized structures show analogies with certain modes occurring in the growing process of plants. The influence of the different parameters, in particular rotation, is characterized on the resulting patterns.
fronts – spatial structures – spatio-temporal dynamics – Liquid Crystal Valve – pinning phenomenon – spatial forcings – nonlocal effects – phyllotaxis

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