Amplification paramétrique optique d'impulsions femtosecondes à très haute cadence

High repetition rate ultra-short optical parametric chirped pulse amplification

• Auteur / Autrice : Claude Aguergaray
• Direction : Éric Cormier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques et de l'ingénieur. Lasers et matière dense
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Bordeaux 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ytterbium

Solitons

Optique non linéaire

Cristaux photoniques

Amplificateurs paramétriques

Systèmes non linéaires

Mots clés libres

Amplification à dérivé de fréquence

Résumé

Ce manuscrit est consacré à l'étude de l'amplification paramétriques optiques avec pour but de délivrer des impulsions ultra-courtes à haute cadence. Il s'intéresse en particulier à la génération de l'onde final. L'obtention d'impulsions d'une dizaine de femtosecondes nécessite l'amplification de bandes spectrales très larges. Nous avons donc exploré les possibilités offertes par l'OPCPA pour obtenir une bande de gain très large bande. L'utilisation d'une pompe large bande (delta lambda = 10 nm à 405 nm) et le contrôle de la dispersion temporelle des ondes pomppe et signal nou a permis d'amplifier , dans un premier temps, une bande spectrale de 400 nm autour de 800 nm. Par suite, ajoutant un contrôle de la dispersion angulaire des vecteurs d'onde du faisceau de pompe nous avons réalisé l'amplification d'une bande spectrale s'étalant sur une octave allant du visible jusqu'à l'infrarouge. Ce manuscrit décrit également les expériences que nous avons menées pour la création d'un OPCPA délivrant des impulsions ultra-courtes. Nous avons testé plusieurs méthodes permettant de produite des impulsions ayant de bonnes propriétés de phase et une largeur spectrale suffisante pour obtenir des impulsions de quelques dizaines de femtosecondes. Nous avons également développé des systèmes lasers, à forte puissance moyennne, basés sur les fibres double gaine dopées aux ions ytterbium pour le pompage d'amplificateur paramétrique. Nous avons alors pu obtenir une source laser haute cadence d'impulsions accordables ayant une énergie de 1,2 muJ. Par exemple, l'utilisation d'une technique innovante, basée sur l'injection des OPCPA par des ondes résonantes produites dans des fibres à cristaux photoniques, se révèle être très intéressante et nous a permis d'obtenir des impulsions d'une durée de 55 fs avec un très bon profil temporel et une puissance crête de 1mW.