Dynamique des cycles d'hysteresis en bistabilité optique

Dynamical hysteresis in optical bistability

• Auteur / Autrice : Nour-Eddine Fettouhi
• Direction : Bernard Ségard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Lasers, molécules, rayonnement atmosphérique
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bistabilité optique

Hystérésis, Cycle d'

Résumé

Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre d'une étude globale de la dynamique des cycles d'hystérésis en bistabilité optique. Dans un premier temps, nous nous sommes intéresses aux états instables associes à la caractéristique stationnaire en s d'un système bistable. En particulier, nous avons proposé une procédure de contre-réaction permettant de stabiliser tous ces états. Une analyse théorique simple a été développée pour expliquer cette méthode de stabilisation. Nous avons ensuite étudié expérimentalement et numériquement l'élargissement des cycles d'hystérésis lie au balayage du paramètre de contrôle. Dans le cas particulier d'un bistable optique décrit par trois variables dynamiques, nous avons montré que le déplacement des seuils de commutations entre les branches de la caractéristique stationnaire et l'évolution de l'aire des cycles qui en découle, suivent la loi d'échelle en v2/3 (v vitesse de balayage) établie dans le cas de systèmes à une seule variable dynamique. Le domaine de validité de cette loi d'échelle correspond à des déplacements de seuils de commutation de l'ordre de 10% de la largeur du cycle statique associes à de faibles vitesses de balayage. Pour des vitesses plus importantes, la commutation peut être frustrée et n'avoir lieu que pendant la phase décroissante du balayage. Nous avons mis en évidence un phénomène nouveau, l'hésitation caractérisée par une grande sensibilité des trajectoires aux fluctuations des paramètres expérimentaux. D'une période de balayage à l'autre, le bistable peut alors retourner directement à son état initial ou commuter vers l'autre branche. L'analyse théorique de ce phénomène a permis de mettre en évidence une loi d'échelle donnant sa vitesse caractéristique d'apparition. Enfin, nous avons analyse l'effet des fluctuations sur la dynamique des cycles d'hystérésis. A l'aide d'un circuit électronique décrivant un bistable à une seule variable, nous avons montré expérimentalement que l'évolution de l'aire des cycles suit une loi en vs ou l'exposant s, égal a 2/3 dans le cas déterministe, tend vers 1/3 lorsque la dynamique est dominée par les fluctuations.