HAL Portal IOGS (nstitut d'Optique Graduate School)
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Production paramétrique de paires d’excitations collectives dans un condensat de Bose–Einstein
No full textInternational audienceBy exciting the transverse breathing mode of an elongated Bose–Einstein condensate, we parametrically produce longitudinal collective excitations in a pairwise manner. This process, also referred to as Faraday wave generation, can be seen as an analog to cosmological particle production. Building upon single particle detection, we investigate the early time dynamics of the exponential growth and compare our observations with a Bogoliubov description. The growth rate we observe experimentally is in very good agreement with theoretical predictions, demonstrating the validity of the Bogoliubov description and thereby confirming the smallness of quasiparticle interactions in such an elongated gas. We also discuss the presence of oscillations in the atom number, which are due to pair correlations and to the rate at which interactions are switched off.Nous excitons le mode de respiration transverse d’un condensat de Bose–Einstein allongé afin de générer, de manière paramétrique, des paires d’excitations collectives longitudinales. Ce processus, souvent dénommé instabilité de Faraday, peut également être interprété comme analogue à la production cosmologique de particules. Dans ce travail, nous tirons parti de notre système capable de détecter un atome unique pour étudier le développement du motif généré et sa croissance exponentielle. Nous comparons nos observations à celles prédites par la théorie de Bogoliubov pour un système homogène. Le taux de croissance que nous mesurons expérimentalement est en très bon accord avec celui prédit théoriquement, ce qui confirme la validité de la description du système via la théorie de Bogoliubov ainsi que la faiblesse des interactions entre quasiparticules dans un condensat très allongé. Nous discutons également de la présence d’oscillations dans le nombre d’atomes détectés, résultant du processus de création par paires et du temps mis pour éteindre les interactions interatomiques
Fourier synthetic-aperture-based time-resolved terahertz imaging
No full textInternational audienceTerahertz (THz) microscopy has attracted attention owing to distinctive characteristics of the THz frequency region, particularly non-ionizing photon energy, spectral fingerprint, and transparency to most nonpolar materials. Nevertheless, the well-known Rayleigh diffraction limit imposed on THz waves commonly constrains the resultant imaging resolution to values beyond the millimeter scale, consequently limiting the applicability in numerous emerging applications for chemical sensing and complex media imaging. In this theoretical and numerical work, we address this challenge by introducing, to our knowledge, a new imaging approach based on acquiring high-spatial frequencies by adapting the Fourier synthetic aperture approach to the THz spectral range, thus surpassing the diffraction-limited resolution. Our methodology combines multi-angle THz pulsed illumination with time-resolved field measurements, as enabled by the state-of-the-art time-domain spectroscopy technique. We demonstrate the potential of the approach for hyperspectral THz imaging of semi-transparent samples and show that the technique can reconstruct spatial and temporal features of complex inhomogeneous samples with subwavelength resolution
On the exact Maxwell evolution equation of resonator dynamics
No full textInternational audienceIn a recent publication [Opt. Express 32, 20904 (2024)], the accuracy of the main evolution equation that governs resonator dynamics in the coupled-mode theory (CMT) was questioned. The study concluded that the driving force is proportional to the temporal derivative of the excitation field rather than the excitation field itself. This conclusion was reached with a derivation of an “exact” Maxwell evolution (EME) equation obtained directly from Maxwell’s equations, which was further supported by extensive numerical tests. Hereafter, we argue that the original derivation lacks mathematical rigor. We present a direct and rigorous derivation that establishes a solid mathematical foundation for the EME equation. This new approach clarifies the origin of the temporal derivative in the excitation term of CMT and elucidates the approximations present in the classical CMT evolution equation through a straightforward argument
High-energy soliton frequency shifting in a nitrogen-filled multipass cell
No full textInternational audienceWe report an experimental demonstration of soliton self-frequency shift in a nitrogen-filled multipass cell. The use of a molecular gas combined with the flexible geometry of the multipass platform enables efficient wavelength conversion from 1030 nm to 1110 nm. By employing 24-fs input pulses with energies up to 150 µJ, we generate soliton pulses with energies up to 55 µJ and durations below 50 fs, corresponding to peak powers as high as 0.5 GW. Experimental results are supported by numerical simulations, which emphasize how a suitable combination of dispersion, input pulse energy and duration, and gas pressure enables a wavelength-tunable, high-power, and high-energy source. This approach offers enhanced scalability in terms of average power and pulse energy compared to previously studied systems based on waveguides
PAC-Bayesian Bounds on Constrained f-Entropic Risk Measures
No full textPAC generalization bounds on the risk, when expressed in terms of the expected loss, are often insufficient to capture imbalances between subgroups in the data. To overcome this limitation, we introduce a new family of risk measures, called constrained f-entropic risk measures, which enable finer control over distributional shifts and subgroup imbalances via f-divergences, and include the Conditional Value at Risk (CVaR), a well-known risk measure. We derive both classical and disintegrated PAC-Bayesian generalization bounds for this family of risks, providing the first disintegratedPAC-Bayesian guarantees beyond standard risks. Building on this theory, we design a self-bounding algorithm that minimizes our bounds directly, yielding models with guarantees at the subgroup level. Finally, we empirically demonstrate the usefulness of our approach
Automatic detection of a sinusoidal grating shape during a manufacturing process
No full textInternational audienceWe develop a technique for assessing the sinusoidal shape of a diffraction grating during its manufacturing process. The originality of this approach is based on the use of the harmonic analysis of the geometrical periodic profile. A neural network is implemented to evaluate the quality of the sinusoidal character. This is essential to ensure the optimal efficiency of specific targeted applications such as plasmonic sensors. The advantage of this technique is highlighted by studies involving theoretical and experimental tests on a diffraction grating with a period of 627 nm. The detection criterion qualifying the quality of the in-process grating is also discussed
Étude de l’oxydation et des propriétés magnéto-optiques photo-induites par laser dans des couches minces de Cobalt déposées sur verre
No full textThis thesis investigates the potential of utilizing nanometric photosensitive cobalt-based materials, specifically focusing on the reversible laser-induced phase transition between cobalt oxides (Co3O4 and CoO) for high-density data storage applications. The study builds upon prior research indicating a reversible photo-induced phase transition in cobalt oxides. Conducted as a collaboration between the Hubert Curien Laboratory and the Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces, this research delves into the synthesis, characterization, and annealing of cobalt based thin films on soda lime glass (SLG).In the initial phase, smooth and nanostructured cobalt thin films were deposited and extensively characterized for their morphological, structural, magnetic, and magneto-optical properties. The nanostructured films demonstrated higher oxidation susceptibility due to their porous structure, while smooth films exhibited higher density and resistance to oxidation. Optical and magnetic anisotropy were observed in both film types, and a pinning-type effect was measured magnetically and magneto-optically of the nanostructured films, an effect originating from their columnar nanostructured morphology compared to the dense smooth films. Thermal annealing confirmed complete oxidation to Co3O4 at 400°C for both film types. The magneto-optical spectra of Co3O4 were measured for the first time to the best of our knowledge in this work.Laser treatments using continuous-wave lasers at various wavelengths (633 nm, 244 nm, and 1550 nm) were employed to investigate their impact on the films' properties. While a reversible phase transition between Co3O4 and CoO was not observed, extensive Raman spectroscopy and magneto-optical studies provided insights into the behavior of these materials under high laser power densities and varying environmental conditions. This helped us assign a mechanism where the cobalt film oxidizes under air pressure into Co3O4 at temperatures as high as 400°C (demonstrated via thermal and laser annealing), and once this temperature is exceeded together with the melting of the glass substarte, CoO forms and shows no signs of reverting to Co3O4. The magneto-optical spectra of CoO were measured for the first time in this work. Under vacuum pressures, we demonstrated the densification of a nanostructured film where the treated zone (with the UV cw-laser 244 nm) transforms very much like a smooth film type.Despite not achieving the anticipated reversible phase transition, this thesis successfully characterizes the diverse properties of cobalt thin films and their responses to thermal and laser treatments. The findings contribute to the broader understanding of cobalt-based materials, offering a foundation for future research into their potential applications in data storage and material science.Cette thèse explore le potentiel d'utilisation de matériaux nanométriques photosensibles à base de cobalt, en se concentrant spécifiquement sur la transition de phase réversible induite par laser entre les oxydes de cobalt (Co3O4 et CoO) pour des applications de stockage de données à haute densité. L'étude s'appuie sur des recherches antérieures indiquant une transition de phase réversible induite par la lumière dans les oxydes de cobalt. Réalisée en collaboration entre le Laboratoire Hubert Curien et le Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces, cette recherche se penche sur la synthèse, la caractérisation et le recuit de couches minces à base de cobalt déposés sur du verre sodocalcique (SLG).Dans la phase initiale, des couches minces de cobalt lisses et nanostructurés ont été déposés et caractérisés en détail pour leurs propriétés morphologiques, structurales, magnétiques et magnéto-optiques. Les couches nanostructurés ont montré une susceptibilité plus importante à l'oxydation en raison de leur structure poreuse, tandis que les couches lisses ont présenté une densité plus élevée et une résistance élevée à l'oxydation. Une anisotropie optique et magnétique a été observée dans les deux types de couches, et un effet de type pinning a été mesuré magnétiquement et magnéto-optiquement pour les couches nanostructurés, un effet provenant de leur morphologie nanostructurée colonnaire par rapport aux couches lisses denses. Le recuit thermique a confirmé l'oxydation complète en Co3O4 à 400°C pour les deux types de couches. Les spectres magnéto-optiques de Co3O4 ont été mesurés pour la première fois, à notre connaissance, dans ce travail.Des traitements laser utilisant des lasers à onde continue à différentes longueurs d'onde (633 nm, 244 nm et 1550 nm) ont été employés pour étudier leur impact sur les propriétés des couches. Bien qu'une transition de phase réversible entre Co3O4 et CoO n'ait pas été observée, des études approfondies en spectroscopie Raman et en magnéto-optique ont fourni des informations sur le comportement de ces matériaux sous des densités de puissance laser élevées et dans des conditions variées. Cela nous a permis d'identifier un mécanisme où la couche de cobalt s'oxyde sous pression d'air en Co3O4 à des températures aussi élevées que 400°C (démontré par recuit thermique et laser), et une fois que cette température est dépassée, avec la fusion du substrat en verre, le CoO se forme et ne montre aucun signe de retour en Co3O4. Les spectres magnéto-optiques de CoO ont été mesurés pour la première fois dans ce travail. Sous pression réduite, nous avons démontré la densification d'une couche nanostructuré où la zone traitée (avec le laser UV à onde continue de 244 nm) se transforme très semblablement à une couche lisse.Bien que la transition de phase réversible attendue n'ait pas été réalisée, cette thèse caractérise avec succès les diverses propriétés des couches minces de cobalt et leurs réponses aux traitements thermiques et laser. Les résultats contribuent à une meilleure compréhension des matériaux à base de cobalt, offrant une base pour de futures recherches sur leurs applications potentielles dans le stockage de données et la science des matériaux
Détection non supervisée de position dans les médias sociaux: une approche générique
No full textInternational audienceLa tâche de détection de position (stance detection) vise à déterminer la position d'un texte ou de son auteur, comme étant pour ou contre un sujet cible donné. Pour résoudre cette tâche sans annotation coûteuse de données, l'approche non supervisée est privilégiée. Nénamoins, les modèles actuels ont été conçus pour des types de réseaux spécifiques, soit homophiliques, soit hétérophiliques. Dans cet article, nous étudions tout d'abord la capacité de généralisation des modèles existants récents à ces deux types de réseaux très différents. Nous proposons ensuite un modèle basé sur des plongements de texte propagés avec un réseau neuronal graphique (GNN), applicable aussi bien aux réseaux hétérophiliques qu'homophiliques. Nos expériences confirment que ce modèle surpasse, en moyenne, les autres méthodes pour les deux types de réseaux. En outre, elles montrent que la combinaison d'informations textuelles et de réseaux est plus performante que l'utilisation du texte seul, et que la taille du modèle de langage n'a qu'un impact limité sur les résultats
Subsurface hardening of Al irradiated with ultrafast infrared laser
No full textThis work has been funded by a public grant from the French National Research Agency (ANR) under the “France 2030” investment plan, which has the reference EUR MANUTECH SLEIGHT - ANR-17-EURE-0026.International audienceThe effect of femtosecond laser shock peening on a model Al-0.3Mn alloy was investigated experimentally and numerically by molecular dynamics. Micro-diffraction experiments performed at synchrotron source revealed the depth profiles of the residual stress and the stored energy of dislocations, a measure of local plasticity. The depth of the maximum compressive stress did not coincide with that of the maximum dislocation energy, which was found at the surface. The interaction between the laser and the metal was simulated with LAMMPS using a two-temperature molecular dynamics package. The model accurately described the equation of state of aluminum and showed nearly equal resolved shear stresses on all slip systems at the wavefront. The dislocation density at a depth of 1 μm, predicted by the Meyers' model [1], was higher than the experimental data, suggesting possible recovery due to the increased temperature of the sample after repeated shock loading