Etude des lasers à fibre en régime verrouillé en phase par rotation non-linéaire de la polarisation

Study of fiber lasers passively mode-locked through non-linear polarization rotation

• Auteur / Autrice : Mohamed Salhi
• Direction : François Sanchez, Hervé Leblond
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Angers
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des propriétés optiques des matériaux et applications (Université d'Angers)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lasers femtoseconde

Landau, Théorie de (transitions de phases)

Expériences

Lasers à fibre

Mots clés libres

Lasers erbium

Lasers à impulsions étirées

Equations de type Ginzburg-Landau complexes

Résumé

Les lasers à fibre dopée sont de très bons candidats pour la réalisation de lasers à impulsions courtes. En effet, les largeurs spectrales sont relativement importantes et de plus, plusieurs techniques existent pour verrouiller en phase de manière passive. Dans ce travail, nous avons étudié théoriquement un laser à fibre verrouillé en phase par la technique de rotation non linéaire de la polarisation. La configuration comprend un polariseur placé entre deux contrôleurs de polarisation dans une cavité en anneau unidirectionnelle. Le modèle développé se réduit à une équation de type Ginzburg-Landau complexe et permet d'obtenir des solutions analytiques dans le cas des régimes continu et à impulsions courtes. Le passage d'un régime à l'autre se fait en tournant les contrôleurs de polarisation. Ce modèle est en très bon accord avec les résultats obtenus avec un laser à fibre dopée ytterbium. L'étude a aussi portée sur le laser erbium ainsi que sur le laser à impulsions étirées.

Rare-earth doped fibers are very good candidates to develop short-pulses lasers. Indeed, they exhibit very large optical spectra and, in addition, various methods to achieve passively mode-locking can be used. In this work, we have theoretically investigated a fiber laser passively mode-locked through nonlinear polarization rotation. The laser contains a polarizer placed between two polarization controllers in a unidirectional ring cavity. The model reduces to a complex Ginzburg-Landau equation and allows obtaining analytic solutions in the continuous or mode-lock regimes. Unstable regime is also obtained. The orientation of the polarization controllers allows switching from one regime to the other. The model is in very good agreement with the experimental results obtained in the case of the ytterbium-doped double-clad fiber laser. Both the cases of the erbium-doped and the stretched-pulse lasers have been investigated.