Etude theorique et experimentale des lasers solides er 3 + et nd 3 + : applications des lasers bi-frequences aux telecommunications optiques et hyperfrequences

par MEHDI ALOUINI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Albert Le Floch.

Soutenue en 2001

à Rennes 1 .

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  • Résumé

    Nous explorons quelques aspects nouveaux des lasers solides mono-frequences et bi-frequences dopes aux terres rares. Nous nous interessons notamment a l'erbium dans les systemes complexes que sont les verres, mais qui presentent l'interet d'offrir une grande plage spectrale de gain. Tout d'abord, dans ce type de laser tout faisceau gaussien tem 0 0 induit un effet de lentille resonnant qui, associe a la diffraction, provoque des pertes resonnantes. Ceci conduit a des anomalies dans les caracteristiques de base d'un laser, comme la puissance de sortie d'un laser monomode ou le spectre d'un microlaser multimode. Grace a des montages originaux, nous avons pu explorer le caractere homogene de la raie de ce type de laser en mesurant le couplage non-lineaire entre deux modes. Ce couplage se revele constant et particulierement eleve pour l'erbium dans un verre : c = 0,85. En revanche, les termes de saturations croisees varient fortement avec la localisation spectrale des deux modes, mettant en evidence des structures spectrales inaccessibles par les methodes de spectroscopie usuelles. Nous mettons au point un laser bi-frequence mono-axe dont la qualite spectrale du battement, de l'ordre de 1 hz, est parfaitement adaptee pour realiser un oscillateur local dans la gamme des ghz. En outre, la separation spatiale des etats propres d'un laser er : yb : verre permet desormais d'atteindre des frequences de battement accordables dans la gamme des thz. Nous montrons, par ailleurs, que l'architecture bi-axe d'un tel laser peut mener au concept de frequence absolue-accordable. Le comportement dynamique des lasers a terres rares a deux etats propres est egalement explore. Parmi les nouveaux regimes predits puis observes, un regime impulsionnel


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Informations

  • Détails : 242 p.
  • Annexes : 236 ref.

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