est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Une petite question sur votre TIPE...
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est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par kayliexx » 05 févr. 2018 23:41

En fait, j'ai cherché des éxperiences mais j'ai rien trouvé donc mon encadrant m'a conseillé de faire une simulation numérique avec un logiciel informatique et puisque je ne sais utiliser que python, je me demande si c'est possible de le faire avec python

la simulation consiste plus précisément résoudre des équations diff non linéaire puisque l'effet kerr dans les fibres optiques c'est un phénomène non linéaire à l'ordre 3 et l'éq n a pas des solutions analytiques simples

ou bien, un programme pour mesurer directement de la dispersion et du coefficient non linéaire de Kerr pour n'importe quelle fibre optique dans n'importe quelles conditions dans un mileu non linéaire anisotrope

si vous pensez que c'est absurde svp donnez moi des conseils parce que pour les experiences j'ai pas trouvé quoi faire exactement

mon étude consiste à étudier ce phénomène non linéaire dans une fibre optique, en particulier le phénomène d'autofocalisation

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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par Hibiscus » 06 févr. 2018 08:27

Euh.. KLM (je sais pas ce que c'est en français, autofocalisation de Kerr ?) c'est pour faire des impulsions ultracourtes, ça sert pas directement dans une fibre optique ?o? En plus c'est un effet observé significativement pour des lasers (au moins) un peu intenses (voire intenses), donc a priori, pas utilisés dans une fibre optique..

La mise en évidence théorique de cet effet ne provient pas d'une résolution d'équation, mais d'un développement (à l'ordre 3) du vecteur polarisation.
$ \mathbf{P} = \varepsilon_0 \chi^{(1)} : \mathbf{E} + \varepsilon_0 \chi^{(2)} : \mathbf{E E} + \varepsilon_0 \chi^{(3)} : \mathbf{E E E} + \cdots $...
Tu veux résoudre quelle équation ?
Ca me paraît bien confus...

parenthèse interrogative
Ce à quoi tu penses, dans le cas des fibres optiques est peut-être l'effet Kerr en optique géo, qui n'est qu'une extension des lois de la réfraction de la lumière dans des milieux d'indices variables
Exemple de simulation de l'effet Kerr : tu regardes l'évolution de la courbure d'un rayon lumineux dans un gradient d'indice à géométries plane, circulaire, sphérique..

Tu pars de la loi des gaz parfaits et de la loi de Gladstone-Dale pour avoir n.
Et tu te mets dans une boucle avec la 2eme loi de Descartes.
Des gens ont fait ça avec une sphère de gaz d'une centaine d'années lumière avec une densité variant de 10-20 g/cm3 à 10-10 g/cm3
Ils arrivent à des résultats astrophysique assez impressionnants pour l'époque.

(en l'occurence) ils mettaient en évidence la complémentarité des phénomènes de réfringence sont possibles dans une bulle de gaz à gradient d'indice de densité-réfraction,et les effets de loupe strictement gravitationnels.

/parenthèse interrogative
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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par kayliexx » 06 févr. 2018 09:08

Hibiscus a écrit :
06 févr. 2018 08:27
Euh.. KLM (je sais pas ce que c'est en français, autofocalisation de Kerr ?) c'est pour faire des impulsions ultracourtes, ça sert pas directement dans une fibre optique ?o? En plus c'est un effet observé significativement pour des lasers (au moins) un peu intenses (voire intenses), donc a priori, pas utilisés dans une fibre optique..

La mise en évidence théorique de cet effet ne provient pas d'une résolution d'équation, mais d'un développement (à l'ordre 3) du vecteur polarisation.
$ \mathbf{P} = \varepsilon_0 \chi^{(1)} : \mathbf{E} + \varepsilon_0 \chi^{(2)} : \mathbf{E E} + \varepsilon_0 \chi^{(3)} : \mathbf{E E E} + \cdots $...
Tu veux résoudre quelle équation ?
Ca me paraît bien confus...

parenthèse interrogative
Ce à quoi tu penses, dans le cas des fibres optiques est peut-être l'effet Kerr en optique géo, qui n'est qu'une extension des lois de la réfraction de la lumière dans des milieux d'indices variables
Exemple de simulation de l'effet Kerr : tu regardes l'évolution de la courbure d'un rayon lumineux dans un gradient d'indice à géométries plane, circulaire, sphérique..

Tu pars de la loi des gaz parfaits et de la loi de Gladstone-Dale pour avoir n.
Et tu te mets dans une boucle avec la 2eme loi de Descartes.
Des gens ont fait ça avec une sphère de gaz d'une centaine d'années lumière avec une densité variant de 10-20 g/cm3 à 10-10 g/cm3
Ils arrivent à des résultats astrophysique assez impressionnants pour l'époque.

(en l'occurence) ils mettaient en évidence la complémentarité des phénomènes de réfringence sont possibles dans une bulle de gaz à gradient d'indice de densité-réfraction,et les effets de loupe strictement gravitationnels.

/parenthèse interrogative

En effet, je veux faire la résolution de l'équation de helmholtz non linéaire qui vient des équations de maxwell et la présence de la non linéarité
l'étude que je voulais faire est plutot basée sur la détermination des solutions de l’équation non-linéaire obtenues directement à partir des équations
de Maxwell et dans laquelle nous considérons un effet non-linéaire du troisième ordre : l’effet Kerr optique non saturable.

je pensais d aborder l'étude de la méthode des éléments finis permettant la modélisation des fibres optiques et des équations à résoudre. Cette méthode a prouvé qu’elle était un outil très efficace pour la détermination de modes propagatifs dans les fibres optiques microstructurées dans des milieux inhomogènes

si vous pensez que ce n est pas abordable ou bien trop compliqué veuillez me conseiller et merci bcp

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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par Hibiscus » 06 févr. 2018 09:15

A peu près tous les mots que t'as cité sont, presque dans le même ordre, dans l'abstract d'une thèse...
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00438491/document
Ca devrait répondre à ta question.
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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par Hazherty » 06 févr. 2018 09:17

De manière générale, quand on fait une simulation numérique d'un phénomène physique, il est très important de :
  • bien définir les objets manipulés (comme tout le temps, mais là encore plus)
  • garder un esprit critique vis-à-vis des résultats numériques (précision obtenue, cas limites, ...)
Applique une stratégie itérative pour ton code : fais d'abord une simulation qui marche pour un cas standard, non optimisée, puis améliore la graduellement.

Et n'hésite pas à te servir des modules Python pour réaliser tes calculs : ils sont bien souvent optimisés en C.

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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par kayliexx » 06 févr. 2018 10:36

Hazherty a écrit :
06 févr. 2018 09:17
De manière générale, quand on fait une simulation numérique d'un phénomène physique, il est très important de :
  • bien définir les objets manipulés (comme tout le temps, mais là encore plus)
  • garder un esprit critique vis-à-vis des résultats numériques (précision obtenue, cas limites, ...)
Applique une stratégie itérative pour ton code : fais d'abord une simulation qui marche pour un cas standard, non optimisée, puis améliore la graduellement.

Et n'hésite pas à te servir des modules Python pour réaliser tes calculs : ils sont bien souvent optimisés en C.


pour les objets manipulés vous voulez dire quoi exactement ?

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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par Hazherty » 06 févr. 2018 10:56

C'est la manière de représenter l'information des phénomènes physiques en terme de variables. Dans tout projet informatique, c'est crucial de définir au début quelle "substance" sera représentée par quel objet/variable.

C'est impossible de simuler "le monde" ou "la physique", il faut faire des choix sur ce qui est constant, ce qui est paramétrable, ce qui est variable. Tout ça est modélisé par des variables ou structures plus complexes (comme des objets en POO par exemple, mais ce n'est pas obligé).
Ensuite, il faut définir comment ces variables vont interagir entre elles. Ça pose beaucoup de questions, sur la représentation du temps par exemple.
Mais quand on a fait tout ça, après avoir relu et corrigé, on dispose d'une base saine pour commencer à coder et on sait où on va, quels sont les objectifs, qu'est-ce-qui doit être testé.

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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par kayliexx » 06 févr. 2018 11:02

Hazherty a écrit :
06 févr. 2018 10:56
C'est la manière de représenter l'information des phénomènes physiques en terme de variables. Dans tout projet informatique, c'est crucial de définir au début quelle "substance" sera représentée par quel objet/variable.

C'est impossible de simuler "le monde" ou "la physique", il faut faire des choix sur ce qui est constant, ce qui est paramétrable, ce qui est variable. Tout ça est modélisé par des variables ou structures plus complexes (comme des objets en POO par exemple, mais ce n'est pas obligé).
Ensuite, il faut définir comment ces variables vont interagir entre elles. Ça pose beaucoup de questions, sur la représentation du temps par exemple.
Mais quand on a fait tout ça, après avoir relu et corrigé, on dispose d'une base saine pour commencer à coder et on sait où on va, quels sont les objectifs, qu'est-ce-qui doit être testé.
j ai, à peu près, compris. ici, la variable c'est l'indice de réfraction du matériau ferromagnétique choisi et l'intensité du champ électrique de l'onde qui traverse le matériau
est il logique ?

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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par Hazherty » 06 févr. 2018 11:12

kayliexx a écrit :En effet, je veux faire la résolution de l'équation de helmholtz non linéaire qui vient des équations de maxwell et la présence de la non linéarité
l'étude que je voulais faire est plutot basée sur la détermination des solutions de l’équation non-linéaire obtenues directement à partir des équations
de Maxwell et dans laquelle nous considérons un effet non-linéaire du troisième ordre : l’effet Kerr optique non saturable.

je pensais d aborder l'étude de la méthode des éléments finis permettant la modélisation des fibres optiques et des équations à résoudre. Cette méthode a prouvé qu’elle était un outil très efficace pour la détermination de modes propagatifs dans les fibres optiques microstructurées dans des milieux inhomogènes
Je ne peux pas le faire à ta place, il faut que tu poses ton problème et ce que tu veux simuler. Tu as raison, il va falloir représenter ton matériau suivant des variables pertinentes, ainsi que l'onde. C'est à raffiner, il faudrait que chaque élément clé de ta simulation transparaisse dans la modélisation de ton problème (j'ai plus ou moins essayé de repérer certains de ces éléments).

C'est sûrement la première fois que tu fais ce genre d'exercice, fais de ton mieux tout en gardant à l'esprit : "comment représenter cet aspect de mon expérience de façon pertinente ?"

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Re: est il possible de faire une simulation avec python pour l'effet kerr avec les fibres optiques?

Message par kayliexx » 06 févr. 2018 11:14

D'accord merci beaucoup pour votre aide :D

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