Analyse numérique
Une méthode spectrale pour les équations de Maxwell–Bloch bidimensionnelles dans les cristaux non-linéaires
Comptes Rendus. Mathématique, Tome 340 (2005) no. 12, pp. 927-932.

Pour étudier la propagation d'impulsions ultra-courtes dans un cristal non-linéaire, il est nécessaire de développer de nouveaux modèles mathématiques. Les modèles de l'optique non-linéaire classique ne sont pas adaptés pour ces impulsions à spectre large. Nous avons développé un modèle adapté à l'interaction lumière-matière dans des cristaux non-linéaires [Besse et al., Math. Model. Numer. Anal. 38 (2) (2004) 321–344]. Une étude numérique bidimensionnelle basée sur un schéma de Yee [IEEE Trans. Antennas Propag. 14 (1966) 302–307] a été effectuée ailleurs. Pour diminuer le coût numérique et la complexité d'une telle étude, nous présentons ici une nouvelle discrétisation des équations de Maxwell–Bloch basé sur une méthode spectrale [Liu, Microwave Opt. Techn. Lett. 15 (1997) 158–165].

To study the propagation of ultrashort laser pulses in a nonlinear optical crystal, it has become necessary to develop new models. Classical models from nonlinear optics are no longer relevant for such pulses. In Besse et al. [Math. Model. Numer. Anal. 38 (2) (2004) 321–344], we have developed a model adequate to study such a propagation. A bidimensional numerical study based on the Yee scheme [IEEE Trans. Antennas Propag. 14 (1966) 302–307] was performed elsewhere. To shorten computation times, we present here a new discretization method adapted from Liu [Microwave Opt. Techn. Lett. 15 (1997) 158–165].

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DOI : 10.1016/j.crma.2005.04.004
Saut, Olivier 1

1 MIP, UMR 5640 (CNRS-UPS-INSA), université Paul-Sabatier, 118, route de Narbonne, 31062 Toulouse cedex 4, France
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[1] Berenger, J.-P. A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves, J. Comput. Phys., Volume 114 (1994) no. 2, pp. 185-200

[2] Besse, C.; Bidégaray, B.; Bourgeade, A.; Degond, P.; Saut, O. A Maxwell–Bloch model with discrete symmetries for wave propagation in nonlinear crystals: an application to KDP, M2AN Math. Model. Numer. Anal., Volume 38 (2004) no. 2, pp. 321-344

[3] A. Bourgeade, O. Saut, Comparison of macroscopic and microscopic models for ultrashort pulses propagation in nonlinear crystals, 2004, submitted for publication

[4] Boyd, R.W. Nonlinear Optics, Academic Press, 1992

[5] Liu, Q.H. The PSTD algorithm: a time-domain method requiring only two cells per wavelength, Microwave Opt. Techn. Lett., Volume 15 (1997), pp. 158-165

[6] O. Saut, Bidimensional study of the Maxwell–Bloch model in a nonlinear crystal, 2004, submitted for publication

[7] Saut, O. Computational modeling of ultrashort powerful laser pulses in an anisotropic crystal, J. Comput. Phys., Volume 197 (2004) no. 2, pp. 624-646

[8] Yee, K.S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's equations in isotropic media, IEEE Trans. Antennas Propag. AP-14 (1966), pp. 302-307

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