Nematicon
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In optics, a nematicon is a spatial soliton in nematic liquid crystals (NLC). The name was invented in 2003 by G. Assanto. and used thereafter Nematicons are generated by a special type of optical nonlinearity present in NLC: the light induced reorientation of the molecular director (i.e. the average molecular orientation). This nonlinearity arises from the fact that the molecular director (i.e., the optic axis of the corresponding uniaxial) tends to align along the electric field of light. Nematicons are easy to generate (with mW optical power or less ) because the NLC dielectric medium exhibits the following properties:
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En optique, un nématicon est un soliton spatial dans des cristaux liquides nématiques. Le nom a été inventé en 2003 par G. Assanto. et s'est imposé par la suite . Les nématicons sont engendrés par un type spécial de non-linéarité optique présent dans les nématiques : la réorientation induite par la lumière du vecteur directeur moléculaire, c'est-à-dire de la moyenne de l'orientation moléculaire. Cette non-linéarité provient du fait que le vecteur directeur moléculaire (qui est l'axe optique de l'uniaxe correspondant) tend à s'aligner le long du champ électrique de la lumière. Les nématicons sont faciles à engendrer avec des puissances optiques de quelques mW ou moins car le milieu diélectrique constitué par les cristaux liquides nématiques possède les propriétés suivantes :
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Nématicon
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Nematicon
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In optics, a nematicon is a spatial soliton in nematic liquid crystals (NLC). The name was invented in 2003 by G. Assanto. and used thereafter Nematicons are generated by a special type of optical nonlinearity present in NLC: the light induced reorientation of the molecular director (i.e. the average molecular orientation). This nonlinearity arises from the fact that the molecular director (i.e., the optic axis of the corresponding uniaxial) tends to align along the electric field of light. Nematicons are easy to generate (with mW optical power or less ) because the NLC dielectric medium exhibits the following properties:
* A very large nonlinear response : the effective nonlinearity is typically eight orders of magnitude larger than that of carbon disulfide. This means that much lower optical powers are necessary to obtain the same refractive index variation (increase) or self-focusing to balance out diffraction.
* A nonlocal response : the nonlinear response is not limited to the location of the optical field. Instead the response profile is wider than the light beam. A high nonlocality allows for stable soliton propagation even in the case of two transverse dimensions. Higher or lower powers than the exact value required for a soliton to exist lead to breathing solitons.
* A saturable all-optical response: the director of the liquid crystal tends to align along the electric field of the light beam. For powerful beams the molecular director becomes parallel to the field and no further reorientation is possible. Response saturation also stabilizes two-dimensional solitons. Since the reorientational optical nonlinearity of nematic liquid crystals is accompanied by an electro-optic response to low-frequency electric fields, i.e. applied voltages, nematicons and the associated waveguides can be steered in angle and routed in space by the application of an external bias, leading to reconfigurable interconnects. In waveguide arrays where discrete solitons are knows to form, discrete nematicons have also been demonstrated
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En optique, un nématicon est un soliton spatial dans des cristaux liquides nématiques. Le nom a été inventé en 2003 par G. Assanto. et s'est imposé par la suite . Les nématicons sont engendrés par un type spécial de non-linéarité optique présent dans les nématiques : la réorientation induite par la lumière du vecteur directeur moléculaire, c'est-à-dire de la moyenne de l'orientation moléculaire. Cette non-linéarité provient du fait que le vecteur directeur moléculaire (qui est l'axe optique de l'uniaxe correspondant) tend à s'aligner le long du champ électrique de la lumière. Les nématicons sont faciles à engendrer avec des puissances optiques de quelques mW ou moins car le milieu diélectrique constitué par les cristaux liquides nématiques possède les propriétés suivantes :
* Une très grande réponse non-linéaire : la non-linéarité est de huit ordres de grandeur plus grande que celle du disulfure de carbone. Cela signifie que des puissances optiques beaucoup plus faibles sont nécessaires pour obtenir la même variation d'indice de réfraction (augmentation) ou d'auto-focalisation permettant de compenser la diffraction.
* Une réponse non locale : la réponse non linéaire n'est pas limitée à l'emplacement du champ optique. Au lieu de cela, le profil de réponse est plus large que le faisceau lumineux. Une forte non-localité permet la propagation stable de faisceaux solitons, même dans le cas de deux dimensions transversales. Des valeurs supérieure ou inférieure de puissance optique requises pour un soliton conduisent à des solitons respirants.
* Une réponse tout-optique saturable : le directeur du cristal liquide a tendance à s'aligner le long du champ électrique de l'onde lumineuse. Pour de puissants faisceaux moléculaires directeur devient parallèle au champ et pas plus loin que la réorientation est possible. Réponse de la saturation stabilise aussi deux dimensions de solitons. Comme l'orientation de la non-linéarité optique de cristaux liquides nématiques est sensible à l’application de champs électriques de basse fréquence, les nématicons et les guides d'ondes induits peuvent être orientée angulairement et spatialement par l'application d'une tension externe, conduisant à des interconnexions reconfigurables. Dans les réseaux de guides d'ondes où se forment des solitons discrets, des nématicons discrets ont également été observés.
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