Etude des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Study of high-power Ytterbium doped double clad fiber laser and amplifiers in the 1 µm window

Etude des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium

Résumé

This work deals with the study and the development of high-power Ytterbium-doped double-clad fiber lasers and amplifiers. The first chapter concerns the passive characterization of the fiber. We give the spectroscopic of Ytterbium ion in silicate host. Then, we present the experimental set-up and results from characterization. We present double-clad specific parameters like mode mixing. Lastly, we do a comparative study of the mains coupling technologies of the pump in the fiber. The second chapter concerns amplifiers. We develop a numerical model which achieves to characterize and optimize the amplifier with continuous pumping and continuous signal. Then we check the agreement between the model and the experimental results. We study the effects of intrinsic and extrinsic fiber parameters. We point out the Brillouin effects. At last, we give the parameters which achieves to optimize the amplifier in single stage and double stage configuration. The third chapter concerns lasers. First, we extend the model to the laser with homogeneous gain medium. Then we check the validity of the model in the case of a 1 W Fabry-Pérot laser. We present the multimode 1083 nm fiber laser for helium pumping. We study the effect of different parameters on the spectral envelop, and compare the results with the model. We analyze the dynamic of the laser. We give theoretical and experimental results on ring laser, and finish with a laser for pumping of a Raman resonator.
Cette thèse présente les travaux effectués pour développer et optimiser des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium. Le premier chapitre traite de la caractérisation passive de la fibre. Nous donnons les caractéristiques spectroscopiques de l'ion Ytterbium dans une matrice de silice. Nous présentons ensuite les moyens et résultats de caractérisation des fibres utilisées. Nous discutons ensuite certaines spécificités associées aux fibres double gaine, comme le mélange de mode. Enfin, nous faisons l'étude comparative des principales techniques d'injection de la pompe. Le second chapitre traite des amplificateurs. Nous présentons le modèle numérique de l'amplificateur dans le cas d'un régime de pompage continu et d'amplification de signaux continus. Puis, nous donnons les résultats expérimentaux permettant de le valider. Nous étudions, ensuite, l'influence des paramètres intrinsèques et extrinsèques à la fibre. Nous mettons l'accent sur les effets limitatifs du Brillouin généré. Enfin, nous présentons les paramètres permettant d'optimiser le fonctionnement des amplificateurs dans une structure simple et double étage. Le troisième chapitre traite des lasers. Nous commençons par étendre le modèle développé au cas du laser à gain homogène. Nous validons, tout d'abord, le modèle avec les résultats issus d'un laser en cavité Fabry-Pérot de 1 W, puis, nous optimisons ses paramètres. Nous présentons, ensuite, le laser multimode à 1083 nm pour le pompage optique de l'hélium. Nous étudions l'effet de divers paramètres sur la largeur d'enveloppe mesurée, et confrontons les résultats au modèle numérique. Nous abordons l'étude des instabilités observées et l'analyse de leurs origines. Nous continuons par présenter les résultats théoriques et expérimentaux d'un laser en anneau. Enfin, nous étudions un laser pour le pompage d'un résonateur Raman.
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  • HAL Id : tel-00002890 , version 1

Citer

Sylvain Bordais. Etude des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium. Physique [physics]. Université Rennes 1, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002890⟩
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