Nouveaux concepts théoriques et expérimentaux pour la génération de fréquences dans les fibres optiques: instabilité modulationnelle, laser Raman impulsionnel et approche thermodynamique du supercontinuum - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

New theoretical and experimental concepts for frequency generation in optical fibers: modulation instability, pulsed Raman Laser and kinetic approach of supercontinuum generation

Nouveaux concepts théoriques et expérimentaux pour la génération de fréquences dans les fibres optiques: instabilité modulationnelle, laser Raman impulsionnel et approche thermodynamique du supercontinuum

Résumé

Following a brief introduction to optical fibers, we combine the effect of modulational instability and Raman self-frequency shift to generate a frequency combs with a spectral width higher than 100 nm and a central frequency shifted towards higher wavelengths. Then, the stimulated Raman effect is used in a ring cavity coupled with nonlinear polarization rotation and polarization filtering. A pulsed regime is obtained at the wavelength of the first Stokes emission and presents a rich zoology of experimental dynamic pulsed regimes. A second main line of this manuscript considers the incoherent regime of supercontinuum generation. We show that under certain conditions, the spectral broadening inherent to supercontinuum generation may be interpreted with the kinetic wave theory as a thermalization process, i.e. resulting of an irreversible natural process of the field to reach an equilibrium state. A cut-back experiment highlights some particular features of the thermalization process during the supercontinuum longitudinal evolution.
Après une introduction au domaine des fibres optiques, nous avons mis à profit l'effet d'instabilité modulationnelle couplé à l'effet d'auto-décalage Raman pour créer un peigne de fréquences de largeur supérieure à 100 nm, dont la longueur d'onde centrale est accordable vers les hautes longueurs d'onde. Ensuite, la réalisation d'une cavité laser en anneau, mettant en oeuvre l'effet Raman et la rotation non linéaire de polarisation nous a permis de générer un régime impulsionnel à la longueur d'onde de la première Stokes. Les résultats expérimentaux montrent la richesse des comportements dynamiques non-linéaires qui se rapportent à ce laser. Une seconde partie de ce manuscrit porte sur l'étude de la génération de supercontinuum dans les fibres optiques à cristaux photoniques. Nous avons montré que sous certaines conditions, l'élargissement spectral inhérent à la génération de supercontinuum peut être interprété, grâce à la théorie cinétique de la turbulence faible, comme un processus de thermalisation, i.e. résultant du processus irréversible d'évolution naturelle du champ optique vers son état d'équilibre thermodynamique. Cette interprétation originale du phénomène supercontinuum a été confirmée expérimentalement.
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tel-00621147 , version 1 (09-09-2011)

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  • HAL Id : tel-00621147 , version 1

Citer

Benoit Barviau. Nouveaux concepts théoriques et expérimentaux pour la génération de fréquences dans les fibres optiques: instabilité modulationnelle, laser Raman impulsionnel et approche thermodynamique du supercontinuum. Physique [physics]. Université de Bourgogne, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00621147⟩
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