Description du projet
Chorégraphier l’émergence de «balles de lumière» pour les dispositifs de nouvelle génération
L’exploitation du mouvement des électrons et des photons a permis des progrès considérables dans des domaines qui s’étendent de la biomédecine et des énergies renouvelables à l’ingénierie quantique et aux communications. Depuis le premier rapport relatif à leur génération expérimentale, il y a un peu plus d’une décennie, les solitons ont inauguré une nouvelle ère d’innovation. Ces paquets d’énergie électromagnétique sont également appelés «balles de lumière» en raison de leur propagation stable dans l’espace et dans le temps, à la manière de particules, caractéristiques très recherchées pour de nombreuses applications. Le projet NOSTER, financé par l’UE, appliquera des méthodes analytiques et numériques sophistiquées pour appréhender ce qui régit la formation et la propagation des solitons. La maîtrise de leur dynamique complexe ouvrira la voie à leur intégration dans des dispositifs de nouvelle génération.
Objectif
The NOSTER project is about unveiling the dynamics and features of spatiotemporal coherent structures emerging in multimode optical fibers, such as spatiotemporal solitons, also known as light bullets. Solitons are particle-like states, emerging due to a double balance between linear and nonlinear processes, that maintain their shape while propagating in a medium. Solitons arise in a large variety of different natural media, ranging from hydrodynamics and plasma physics, to nonlinear optics and biology. In nonlinear optics, the emergence of solitons is related to the light confinement in time or space. One basic example of a system yielding to this type of state are single mode optical fibers, where the Kerr nonlinearity counteracts the spreading of the light produced by the chromatic dispersion. In multimode optical fibers, temporal and spatial effects, such as chromatic dispersion and diffraction, can occur simultaneously and counteract the Kerr nonlinearity, leading to the space-time confinement of light, and therefore, to the formation of much more complex coherent structures. My approach in this project is to predict and analyze the generation of localized spatiotemporal states, in particular light bullets and vortices, from a pattern forming and bifurcation theory perspective. Applying advanced analytical and numerical methods, I will first elucidate the origin of light bullets, characterizing their dynamics and bifurcation structure. In a second step, I will study the dynamical properties of optical vortices and the potential transition to optical turbulence. In both cases, their interaction dynamics, and the influence of high-order effects and losses will be analyzed. The understanding of such complex dynamics is crucial, and it will enable a tremendous breakthrough in many technological areas such as high-power multimode fiber lasers, optical communication systems, and a large variety of other industrial and biomedical applications.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) H2020-MSCA-IF-2020
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MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
00185 Roma
Italie