Laser à fibres optiques dopées néodyme et chrome passivement q-déclenché : étude et premières caractérisations

par Laurent Tordella

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Dussardier.

Soutenue en 2004

à Nice .


  • Résumé

    Les premières réalisations et études d'un laser à fibres optiques dopées au néodyme et au chrome passivement Q-déclenché par saturation de l'absorption sont présentées dans cette thèse. Une telle source nécessite un milieu amplificateur et un milieu absorbant saturable fibrés aux caractéristiques spectroscopiques compatibles donnant un fonctionnement auto-impulsionnel. Notre choix s'est porté sur le couple néodyme/chrome. La spectroscopie des ions néodyme dans les fibres à base de silice est brièvement rappelée. Les conclusions récentes et nouvelles d'une étude préalable à cette thèse sur la caractérisation spectroscopique des ions chrome dans une fibre optique à base de silice sont présentées de manière plus détaillée. Le comportement original de cette fibre comme absorbant saturable est décrit numériquement. Diverses cavités laser ont été réalisées et étudiées. En insérant 24 centimètres de fibre dopée chrome dans une cavité fermée par un miroir large bande et un réseau de Bragg photo-inscrit dans une fibre optique, nous avons obtenu un laser dont le seuil et l'efficacité valent respectivement 41 mW et 1,7%. Sa puissance varie de 0 à 1,8 mW lorsque la puissance de pompe croit de 41 à environ 150 mW. Sur cette plage de puissance de pompe le laser fonctionne en régime passivement Q-déclenché; la durée des impulsions et leur fréquence de répétition sont respectivement comprises entre 4,7 et 2,4 æs et entre 66 et 118 kHz. Les simulations numériques basées sur un modèle ponctuel simple, adapté à notre cavité, fournissent un accord qualitatif avec nos résultats expérimentaux.

  • Titre traduit

    Neodymium and chromium doped fibre passively q-switched laser : study and first characterizations


  • Résumé

    First demonstrations and studies of a neodymium and chromium doped fibre passively Q-switched laser are presented. Such a source requires fiberized amplifier and saturable absorber. To observe a passively Q-switched regime, there spectroscopic characteristics must be compatible. We chose the couple neodymium / chromium. The spectroscopy of the neodymium ions in silica-based fibres is briefly reminded. Recent results on the spectroscopic characterization of the chromium ions in a silica-based optical fibre are presented in more details. The original behavior of this fibre as saturable absorber is numerically described. Several cavities were realized and studied. By inserting a 24 centimeters-long chromium-doped fibre in a cavity delimited by a broadband mirror and a fibre Bragg grating, we obtained a passively Q-switched laser. The threshold and efficiency were 41 mW and 1,7 % respectively. The maximum average output power was 1. 8 mW for 150 mW launched pump power; the pulse duration and frequency must be tuned between 4. 7 and 2. 4 æs and between 66 and 118 kHz respectively. Numerical simulations based on a simple model, adapted to our cavity, give a qualitatively good agreement with our experimental results.

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Informations

  • Détails : 192 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 185-192. Résumés en français et en anglais

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 04NICE4048
  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 04NICE4048bis
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