Thèse soutenue

Chaos et auto-pulsations à haute fréquence dans une diode laser soumise à rétroaction optique par conjugaison de phase
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Auteur / Autrice : Andreas Karsaklian dal Bosco
Direction : Marc Sciamanna
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Photonique (SPI)
Date : Soutenance le 24/09/2013
Etablissement(s) : Supélec
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Matériaux Optiques- Photonique et Systèmes / LMOPS - SUPELEC-Campus Metz
Jury : Président / Présidente : Thomas Erneux
Examinateurs / Examinatrices : Jamal Daafouz, Alan K. Shore, Delphine Wolfersberger
Rapporteurs / Rapporteuses : Cristina Masoller, Frédéric Grillot

Résumé

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Cette thèse consiste en une étude théorique et expérimentale de la dynamique d'une diode laser à émission latérale (850 nm) avec rétroaction optique à conjugaison de phase. Le dispositif expérimental est conçu afin de voir la diversité dynamique du laser à travers l'analyse temporelle et spectrale alors que le taux de rétroaction varie. La rétroaction à conjugaison de phase est effectuée par mélange à quatre ondes dans un cristal photoréfractif. Le temps de propagation du faisceau laser dans la cavité externe est appelé retard. Sous l’effet de la rétroaction, le système montre une grande richesse dynamique qui varie du chaos total à des régimes auto-pulsés aux fréquences déterminés par le longueur de la cavité externe pour la première fois mis en évidence ici. Des simulations menées en parallèle basées sur les équations de Lang-Kobayashi couramment utilisées apportent des confirmations théoriques aux observations expérimentales. Les principaux points traités sont la crise chaotique et bistabilité de solutions pulsées, les régimes auto-pulsés (stabilisation et déstabilisation) ainsi que les transitions entre eux, la caractérisation d’événements extrêmes de différentes natures avec la distribution statistique associée ainsi qu’une résonance cohérente déterministe de fluctuations à basse fréquence induite par le retard. Au-delà de l’intérêt fondamental de ces résultats et des comparaisons qui peuvent être établies avec d’autres systèmes laser, des applications dans la génération de signaux tout-optique ainsi que le contrôle du chaos sont des débouchés potentiels de cette étude.