Étude des effets non linéaires dans les lasers et amplificateurs de puissance à fibre double gaine dopée Er3+/Yb3+

Nonlinear effects in high-power double-clad Er3+/Yb3+ fiber lasers and amplifiers

• Auteur / Autrice : Elena Olmedo Herrero
• Direction : Yves Jaouën
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique et communication
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Paris, ENST

Mots clés

Mots clés libres

Fibre double gaine

Amplificateur de puissance

Effet Kerr

Automodulation

Effet non linéaire

Résumé

Grâce à l’évolution de la technologie des fibres à double gaine dopées Er3+/Yb3+ utilisées dans les sources optiques, il est possible d’obtenir des puissances de sortie de plus en plus élevées. L’apparition d’effets non linéaires à l’intérieur de ces dispositifs est donc inévitable, et leur compréhension dévient essentielle notamment à cause des effets nuisibles des non-linéarités sur les signaux transmis. Cette thèse présente une étude des principaux effets non linéaires susceptibles d’apparaître dans des amplificateurs de puissance à fibre, principalement l’effet Kerr et la diffusion Brillouin stimulée. L’étude a été réalisée de façon expérimentale et théorique, avec un important travail de modélisation. A l’aide de cette modélisation, un outil de simulation des effets non linéaires dans les amplificateurs a été créé afin de fixer des règles d’ingénierie permettant de réduire les non-linéarités lors de la conception de nouveaux composants.

The introduction of double-clad Er3+/Yb3+ doped fibers in the design of lasers and amplifiers has made it possible to obtain much higher power, which was hardly conceivable a few years ago. Due to the high powers used in these devices, the apparition of nonlinear effects is inevitable. Thus, understanding nonlinearities is essential because of their negative impact on transmitted signals. This work presents a theoretical and experimental contribution to the study of nonlinear effects in high-power double-clad Er3+/Yb3+ doped fiber amplifiers and lasers, specially self-phase modulation and stimulated Brillouin scattering. For these effects, a simulation tool has been set up in order to find engineering guidelines which reduce them when designing new devices.