Rôle de la modulation des fluctuations du vide sur la dynamique laser: validation des opérateurs de création et d'annihilation photoniques généralisés

Tout d'abord, il est important de noter que cette recherche est de nature théorique et bien qu'elle soit soutenue indirectement par des données expérimentales, telles que celles concernant les recherches actuelles sur les lasers sans seuil, aucune expérimentation n'a été directement réalisée concernant ces travaux. Le but, et l'apport original, de la recherche présentée ici est de proposer un formalisme alternatif, et plus exacte, qui peut être utilisé pour construire les équations de dynamique laser, puisque l'état photonique peut être fractionnaire et décrit plus généralement et plus précisément par les opérateurs généralisés. Notons également que ce formalisme n'existe pas actuellement dans la littérature scientifique actuelle. Dans la suite, et plus précisément dans les chapitres 3 (Aspects théoriques nouveaux) et 4 (Résultats), nous montrons qu'il est possible de construire et d'exprimer les équations de dynamique laser à l'aide des opérateurs généralisés, qui contiennent un paramètre décrivant l'intensité des fluctuations du vide. Cette méthode d’obtenir ces équations préserve la définition formelle de modes à l’intérieur d’une cavité ouverte. De plus, le terme décrivant l’émission spontanée (habituellement, « +1 ») découle naturellement de cette méthode. En effet, dans le chapitre 3, nous montrons comment, lorsque l'information sur les fluctuations quantiques est incluse dans l'hamiltonien via les opérateurs généralisés, peut être utilisée pour exprimer la modulation de l'émission spontanée, complétant ainsi la théorie établie et rendant compte de l'existence de lasers sans seuil. Le cas plus réaliste d'une cavité partiellement fermée est également examiné dans ce chapitre. Dans le chapitre 4, nous présentons les résultats de simulations utilisant des valeurs réalistes tout en gardant à l'esprit que nous considérons une courbe de gain infiniment étroite, et donc nous choisissons un seul mode. Cette supposition nous permet ainsi de modéliser de manière réaliste le comportement d'un laser sans seuil. Bref, lorsque le paramètre décrivant le système quantique fractionnaire est appliqué à un système où le confinement ne joue pas un rôle important, on constate que les équations généralisées sont identiques aux équations bien établies de la dynamique laser, et lorsque ce paramètre est appliqué à un système où le confinement joue un rôle important, on obtient le comportement de lasers sans seuil. En résumé, ces résultats semblent indiquer qu’en préservant les définitions originelles et en évitant des conjectures, il est possible de décrire le fonctionnement des lasers tout en révélant des aspects fondamentaux de la Nature, soit les fluctuations du vide, qui peuvent être formellement exprimées en termes d'opérateurs généralisés. De plus, jusqu’à aujourd'hui et au meilleur de notre connaissance, le formalisme traitant la « manipulation » de l’émission spontanée dans les lasers ne semble pas faire appel aux fluctuations du vide. Bref, le vide quantique est un aspect considérable de ce travail, et on découvre que ses fluctuations jouent un rôle vital qui ne doit pas être sous-estimé.

Name thesis:degree_name

Maîtrise ès sciences (physique)

Level thesis:degree_level

2e cycle

Discipline thesis:degree_discipline

Faculté des sciences

Grantor dc:publisher

Université de Moncton

Year dc:date.issued

2024

Author dc:creator

• Robertson, Tracy

Advisor dc:contributor.advisor

• Gauvin, Serge

• Lasers
• Optique quantique
• Vide (Physique)
• Fluctuations (Physique)
• Modèles mathématiques

Statement dc:rights

• Author

Language dc:language.iso

iso639-2b, fre

Dc Identifier Other

umir:3116

OAI identifier oai:identifier

oai:umoncton.scholaris.ca:20.500.14658/7127