Dynamiques des solitons dans les lasers à fibre : du soliton dissipatif jusqu'à la résonance

Soliton dynamics in fiber lasers : from dissipative soliton to dissipative soliton resonance

• Auteur / Autrice : Georges Semaan
• Direction : François Sanchez, Mohamed Salhi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 17/11/2017
• Etablissement(s) : Angers
• 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 / LPHIA
• Jury : Président / Présidente : Benoît Boulanger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Andrey Komarov
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guy Millot, Pascal Besnard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isolants topologiques

Graphène

Lasers femtoseconde

Lasers à fibre

Optique non linéaire

Mots clés libres

Génération d'impulsions ultra-Courtes

Résonance de soliton dissipative

Impulsions à haute énergie

Tapers optiques

Blocage de mode

Stabilité

Nonlinear optics

Fiber lasers, ultra-Short pulse generation

Dissipative soliton resonance

High energy pulses

Optical tapers

Mode-Locking

Topological insulators

Optical stability

Résumé

Dans cette thèse, nous étudions expérimentalement la génération d'impulsions carrées très énergétiques et accordable à l’échelle nanosecondes et d'impulsions ultracourtes à haute puissance moyenne de sortie dans les lasers à fibre utilisant les nanomatériaux comme absorbant saturable. Tout d'abord, puisque la dynamique des impulsions est dominée par l'interaction de la non linéarité et de la dispersion chromatique cubique de la fibre avec un mécanisme de discrimination d'intensité appelé absorbant saturable, la stabilité d'une distribution harmonique en mode verrouillé est étudiée par injection externe d'une onde continue.Enfin, nous avons utilisés des absorbant saturable à base de nanomatériaux déposés sur des tapers optiques dans les lasers à fibre pour générer des impulsions ultracourtes avec une puissance de sortie moyenne élevée.

In this thesis, we investigate experimentally the generation of high energy nanosecond tunable square pulses and high output power ultrashort pulses in fiber lasers. First, since pulse dynamics are dominated by the interaction of the fiber's cubic Kerr nonlinearity and chromatic dispersion with an intensity-discriminating mechanism referred to as a saturable absorber, the stability of a harmonic mode-locked distribution is studied by external injection of a continuous wave. Finally, we implemented nanomaterial based saturable absorbers in fiber laser configuration to generate ultrashort pulses with high average output power. Different techniques of achieving such components are explicitly detailed: ultrashort pulse generation in ring cavities where graphene and topological insulators are deposited on optical tapers to form a saturable absorber.