Etude d’un laser à fibre microstructurée en forme de huit et développement de sources à 1.6 μm

Study of figure eigth microstructured fiber laser and development of sources at 1,6 µm

• Auteur / Autrice : Khmaies Guesmi
• Direction : François Sanchez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux dilués et optique fondamentale
• Date : Soutenance le 14/12/2015
• Etablissement(s) : Angers en cotutelle avec École nationale d'ingénieurs de Tunis (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matériaux, Matières, Molécules en Pays de la Loire (3MPL) (Le Mans ; 2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de photonique d'Angers - Laboratoire de photonique d'Angers
• Jury : Président / Présidente : Mourad Zghal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mourad Zghal, Mohamed Salhi, Rabah Attia, Faouzi Bahloul
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Grelu, Mourad Mnif

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lasers accordables

Solitons

Lasers à fibre

Mots clés libres

Fibre microstructurée

Pertes linéaires

Verrouillage de mode harmonique

Fiber laser

Microstructured fiber

Linear loss

Tunable

Harmonic-mode locking

Résumé

Les travaux de recherche, rapportés dans ce manuscrit, portent sur l’étude d’un laser à fibre en forme de huit et le développement de sources à 1.6 µm. En premier temps, nous avons étudié la dynamique impulsionnelle d’un laser à fibre micro-structurée en forme de huit. L’objectif est de montrer l’impact des propriétés de la fibre micro-structurée sur le comportement impulsionnel du laser. Nous avons également étudié le phénomène d’hystérésis dans cette cavité. Nos résultats numériques ont permis de démontrer l’universalité de ce phénomène dans les cavités lasers. Autrement, il est indépendant de la technique de verrouillage de modes. En second lieu, nous avons développé une source laser émettant à 1.6 µm à partir d’un amplificateur fonctionnant dans la bande C. La méthode que nous avons explorée est basée sur la gestion des pertes linéaires. L’émission, en continu et en verrouillage de modes, a été démontrée dans deux configurations différentes. Enfin et en se basant sur ce concept, nous avons rapporté des sources accordables sur une large fenêtre spectrale. Nous avons également étudié différentes formes des régimes harmoniques autour de 1.6 µm.

During our research, we are interested in studying of the figure of eight fiber laser based on the microstructured optical fiber and developing a 1.61 µm mode locked fiber laser from a C-band double-clad Er : Yb doped fiber amplifier. In the first step and based on a theoretical model, we have investigated the multi-pulse emission of a microstructured figure-of eight fiber laser operating in passive mode-locking. The proposed laser is mode locked by the nonlinear amplifying loop mirror (NALM). We further study the hysteresis dependence and the number of pulses in steady state as a function of both the small signal gain and the nonlinear coefficient of microstructured fiber. Our results demonstrate that the nonlinear coefficient of microstructured fiber plays a key role in the formation of multi-soliton. In the second step and based on the control of the linear losses of the cavity, we demonstrate the possibility to achieve filter less laser emission above 1.6 μm, from a C-band double-clad Er: Yb doped fiber amplifier, using a figure-of-eight geometry and a unidirectional ring cavity. We also reported a widely tunable mode locked fiber laser and harmonic mode locking of twin and third pulse around 1.61 µm.