Amplification parametrique coherente par intermodulation de phase entre signaux optiques picosecondes dans une fibre unimodale en silice

Coherent parametric amplification by cross-phase modulation between picosecond optical signals in a silica single mode fiber

• Auteur / Autrice : DENIS GINDRE
• Direction : J. Monneret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Besançon

Résumé

La possibilite d'amplifier par voie tout-optique des signaux faibles est une preoccupation tres souvent exprimee par la communaute scientifique. Si le transfert d'energie d'un signal fort (pompe) vers un signal faible peut etre effectue a energie totale constante, selon un processus parametrique non resonnant dans un materiau tres transparent, l'amplification du signal faible peut s'operer sans apport notable de bruit, dans la limite ultime du bruit quantique. Une methode originale d'amplification parametrique est proposee. En faisant battre une impulsion signal faible et une pompe intense de frequence legerement differente dans une fibre optique unimodale en silice, un reseau sinusoidal d'indice est induit dans le materiau par effet kerr optique. L'intermodulation de phase entre ces deux impulsions se traduit dans le domaine spectral par un transfert d'energie de la pompe vers les bandes de frequence du signal et de l'idler. Il en resulte une amplification du signal. En negligeant la dispersion du materiau, le gain d'amplification en fonction de l'intensite de la pompe suit une loi parabolique. Le gain reel est ensuite determine par la resolution numerique de l'equation de schrodinger non lineaire: l'influence combinee de la longueur de la fibre, de la dispersion de temps de groupe du materiau et de l'ecart spectral entre la pompe et le signal est presentee. Cette methode ne respecte pas les conditions usuelles d'accord de phase prevu par le formalisme du melange a quatre photons. De ce fait, la bande spectrale du signal ne coincide pas avec la bande de fluorescence parametrique, grande source de bruit. L'experience a ete realisee dans le domaine picoseconde avec une pompe de longueur d'onde 532 nm. Experimentalement, une amplification coherente presentant un gain parametrique de 17 db a ete obtenue pour un signal decale en frequence de la pompe de 0,1 nm sans detecter de bruit