Dynamique du couplage des diffusions brillouin longitudinale et transverse dans les lasers a fibre optique

par ISABELLE BONGRAND

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Éric Picholle.

Soutenue en 2000

à Paris 11 .

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  • Résumé

    La prise en compte de l'ouverture numerique finie des fibres optiques unimodales nous permet de distinguer la retrodiffusion brillouin stimulee (dbs) et la diffusion brillouin de gaine (dbg), moins connue, qui sont respectivement l'interaction de la lumiere avec des ondes acoustiques axiale de tres haute frequence (34 ghz) et transverse (5-1000 mhz) ; nous en etablissons les modeles coherents a trois ondes (pompe-brillouin-acoustique). Une seconde partie, essentiellement experimentale, en decrit la dynamique non lineaire, en bon accord qualitatif et quantitatif avec les simulations numeriques. La stabilite des lasers brillouin (dbs) apparait limitee par leur longueur. Des instabilites liees a la dbg interviennent pour les resonateurs a tres longues fibres optiques, que nous utilisons pour mettre en evidence une modulation croisee d'amplitude. Nous etudions ensuite le couplage des deux mecanismes, et la dynamique non lineaire a quatre ondes associee en tenant compte d'une seule resonance acoustique transverse. De nouveaux regimes complexes sont obtenus, comme des impulsions brillouin tres larges (200 ns) fortement modulees aux frequences dbg. On s'interesse tout particulierement a l'elargissement et a la compression d'impulsions non modulees. Bien que la dbg soit a priori perturbative, on observe dans certains cas des structures quasi-solitoniques etroites (18 ns), comprimees d'un facteur 2 par rapport a celles observees dans des lasers brillouin a fibre courte. Une etude numerique systematique montre que le parametre de controle de ce nouveau mecanisme est le rapport entre l'intervalle spectral libre de la cavite et la frequence dbg en cause. Enfin, une quatrieme partie aborde l'etude du probleme a n ondes (tous les modes acoustiques transverses participant) et met en evidence l'importance de modes acoustiques se propageant dans le manteau mecanique de la fibre, avant de tirer les consequences de cette etude pour les applications de type telecommunications.


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  • Détails : 200 p.
  • Annexes : 122 ref.

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  • Cote : TH2014-014687
  • Bibliothèque : Institut d'optique Graduate school. Bibliothèque.
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