Instabilités dans les lasers à impulsions à modes-bloqués : techniques d'observation et de contrôle

par Nicolas Joly

Thèse de doctorat en Lasers, molécules, rayonnement atmosphérique

Sous la direction de Dominique Derozier et de Serge Bielawski.

Soutenue en 2002

à Lille 1 .


  • Résumé

    Le travail exposé dans ce mémoire traite de la dynamique des impulsions (pico- et femtoseconde) dans les lasers verrouillés en phase. Nous nous intéressons ici à deux types d'instabilités : (i) des instabilités lentes, caractérisées par une modulation lente du régime des impulsions, et (ii) des instabilités rapides affectant le profil transverse des impulsions successives. Dans un premier temps, nous développons une technique de contrôle permettant de supprimer les instabilités lentes, de type Q-switch. Ces instabilités sont en effet un obstacle sévère à l'élaboration de sources impulsionnelles, basées sur des milieux laser à grand temps de vie (Er3+, Yb3+,. . . ). À partir d'un travail théorique et numérique sur le modèle de Haus, nous montrons comment une contre-réaction électronique agissant sur la puissance de pompe permet de supprimer les instabilités, et d'optimiser aisément la durée des impulsions. Dans le cas où les corrections applicables sont limitées en amplitude, la méthode peut s'avérer inefficace si elle est appliquée de manière naïve. À partir de diagrammes de bifurcations du système, nous montrons qu'un choix adéquat du trajet dans l'espace des paramètres permet de toujours supprimer ces instabilités. Concernant les instabilités rapides, les techniques d'observation usuelles ne permettent pas une confrontation satisfaisante avec les théories existantes. En effet, la dynamique met en jeu un changement de la structure transverse d'une impulsion sur l'autre (typiquement toutes les 10 ns) qui est difficilement observable. L'apport essentiel de notre travail a été l'élaboration d'un nouveau dispositif (une caméra rapide basée sur un multiplexage optique), qui permet d'enregistrer en temps réel les profils spatiaux des impulsions (une image toutes les 12 ns). Nos premières observations permettent de conforter une théorie, basée sur la coexistence de modes transverses.

  • Titre traduit

    Instabilities in pulsed mode-locked lasers : techniques of observation and control


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Informations

  • Détails : 1 vol. (186 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 177-186. Index

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2002-127
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