Lasers à fibres à profil de gain discretisé adaptés à l'émission de fortes puissances

Discretized gain profile fiber laser for high power emission

• Auteur / Autrice : Johan Boullet
• Direction : Philippe Roy, Agnès Desfarges-Berthelemot, Vincent Kermene
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Photonique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibres optiques

Ytterbium

Lasers à fibre

Résumé

Ce mémoire présente les premières démonstrations expérimentales de combinaison cohérente en champ proche et en champ lointain dans des lasers à fibre à profil de gain discrétisé. Ces architectures permettent de repousser le seuil d’apparition des effets non-linéaires, limites fondamentales de la montée en puissance. Deux architectures sont étudiées théoriquement et expérimentalement : La première est construite autour d’une fibre à deux coeurs parallèles dopés ytterbium, localement couplés par fusion étirage. Nous démontrons la combinaison cohérente par voie interférométrique de 96% de la puissance laser sur le mode fondamentale gaussien d’un des coeurs. La seconde architecture proposée est bâtie autour d’une fibre à deux coeurs concentriques couplés tout au long de la fibre, de large section dopée de 385μm2, permettant une absorption de la puissance de pompage de 10W/m. La combinaison cohérente des rayonnements sur le seul coeur central a été démontrée avec une efficacité de 90%.

We report in this manuscript on the first experimental demonstrations of coherent combining, in the near and far fields, in discretized gain profile fiber laser. These architectures allow to push back the threshold of non linear effects, fundamental limits for power scaling of fiber lasers. Two architectures are theorically and experimentally studied : the first one is built around a two parallel, ytterbium doped cores, locally coupled by fusion-stretching. We demonstrate the coherent combining, by use of an interferometric method of 96% of the total output power on the fundamental Gaussian beam of one core. The second architecture that we propose is built around a two concentric core fiber, whose cores are coupled all along the fiber. Its large doped area (385μm2) allows an efficient pump absorption of 10W/m. Coherent combining of radiations on the central core was demonstrated with an efficiency of 90%.