Thèse soutenue

Excitabilité et solitons temporels de phase dans un système laser neuromorphique
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Auteur / Autrice : Bruno Garbin
Direction : Stéphane BarlandGiovanna Tissoni
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 11/12/2015
Etablissement(s) : Nice
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut non linéaire de Nice - Institut Non Linéaire de Nice Sophia-Antipolis
Jury : Président / Présidente : Pascal Besnard
Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Barland, Giovanna Tissoni, Pascal Besnard, Gian-Luca Oppo, Laurent Larger, Abdelmajid Taki, Stéphane Coen
Rapporteurs / Rapporteuses : Gian-Luca Oppo, Laurent Larger

Résumé

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Dans cette thèse, je reporte les résultats d'études développées durant ces trois dernières années à l'Institut Non-Linéaire de Nice. Premièrement, je présente des résultats sur l'application de perturbation à un système excitable, obtenus à partir d'un simple laser à signal injecté. L'excitabilité, qui vient dans ce cas de la proximité d'une bifurcation noeudselle sur un cercle, et est définit comme une réponse tout-ou-rien à une perturbation. La réponse excitable, présente pour des perturbations supérieures à un certain seuil, correspond au décrochage des deux lasers pour une période. Le déclenchement de tels réponses excitable, dont la forme ne dépend pas de la perturbation (type, amplitude), est démontré par l'application de perturbation. Dans un deuxième temps, j'analyse l'influence de la connexion entre un neurone et son propre axone. Expérimentalement nous ajoutons un miroir de rétroaction fabriquant ainsi un laser injecté et réinjecté. Sous certaines conditions, la précédente réponse excitable se régénère dans la cavité externe, exhibant une propriété de mémorisation, où l'information est codée dans la phase du faisceau. Analytiquement, cela correspond à l'addition d'un terme de retard linéaire qui joue le rôle d'un "quasi-espace" permettant la coexistence de plusieurs "réponse excitable", et leur interprétation en terme de solitons topologique de Sine-Gordon. L'application de perturbations appropriées peut mener au contrôle de l'information présente. De nombreux comportements ont ainsi été observés et reproduits numériquement avec des modèles appropriés, comme les collisions, le groupement, la diffusion, l'accrochage à une modulation périodique, ...