Thèse soutenue

Effets de modulation de phase croisée dans les fibres à dispersion normale et leurs applications

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Auteur / Autrice : Marin Gilles
Direction : Christophe FinotJulien Fatome
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 12/11/2018
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon)
Jury : Président / Présidente : Alexandre Bouhelier
Examinateurs / Examinatrices : François Leo
Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Couderc, Thierry Chartier

Mots clés

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Résumé

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Dans ce manuscrit, les effets émergeant de la modulation de phase croisée entredeux signaux polarisés orthogonalement dans des fibres optiques à dispersionnormale sont étudiés et leurs applications approfondies.En premier lieu, un générateur d’impulsions cadencées à 40-GHz a été développéen injectant deux ondes sinusoïdales en opposition de phase polariséesorthogonalement au sein d’une fibre optique à dispersion normale. Une grandedifférence de puissance entre les deux ondes induit un potentiel de phasepériodique pour la réplique de plus faible énergie, induisant ainsi dans régimede dispersion normale une dynamique de compression, comprimant ainsi l'ondesinusoïdale en impulsions courtes et correctement séparées.Un échantillonneur et amplificateur est ensuite démontré en utilisant le mêmePrincipe. Une pompe sinusoïdale de forte puissance et à haute fréquence estinjectée dans une fibre optique sur un axe de polarisation, orthogonalement àun long pulse de forme arbitraire et de faible énergie. Nous avons alorsdémontré un échantillonnage à 40-GHz ainsi qu'une amplification jusqu'à unfacteur 4.Nous rapportons ensuite la première observation de solitons en parois dedomaine de polarisation dans des fibres à dispersion normale en transmettanttout d'abord des trains d’impulsions périodiques anticorrélés et polarisésorthogonalement dans une fibre de 10 km, puis en encodant le mot 'PETAL' enASCII sur les ondes lumineuses et le transmettant dans une fibre de 2x25km.L'information encodée est correctement décodée après propagation.L'apparition spontanée de ces parois de domaine en polarisation est ensuiteétudiée en observant le processus de ségrégation de polarisation entre deuxondes incohérentes et décorrélées. Une approche thermodynamique est ensuiteutilisée afin d'expliquer le comportement observé. L'origine de ces parois dedomaine, liée théoriquement à l'instabilité de modulation de polarisationisotrope est ensuite étudiée. En injectant des impulsions de fortes puissancesdans de courts segments de fibre de très faible biréfringence, nous avonsobservé l'apparition des bandes théoriques d'instabilité modulationnellejusqu'à des longueurs de 200m, et mettons en avant leur extinction dans de pluslongues fibres. Enfin, une extension au modèle de Manakov est apportée enprenant en compte le processus de fabrication (spun) pour les fibres utiliséespour les expériences précédentes.