Recherche Avancée

Thèse soutenue

Mélange à quatre ondes dans un capillaire à cœur creux rempli de gaz

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Auteur / Autrice : Olivia Zurita Miranda
Direction : Hervé Maillotte, Damien Bigourd
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Optique et photonique
Date : Soutenance le 25/03/2022
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Maxime Jacquot
Examinateurs / Examinatrices : Amelle Zaïr, Camille Sophie Brès, Pierre Béjot
Rapporteurs / Rapporteuses : Frédéric Gérôme, Philippe Balcou

Résumé

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L'objectif de ce travail est de produire des impulsions infrarouges en utilisant des phénomènes non linéaires dits de mélange à quatre ondes générés dans un environnement gazeux. Le concept général repose sur le transfert de l'énergie d'une forte impulsion de pompe à deux impulsions plus faibles (le signal et le complémentaire). Le processus de transfert d'énergie ne se produit que lorsque les trois champs se déplacent à la même vitesse. Comme milieu de propagation, nous avons utilisé un capillaire rempli de gaz qui permet de modifier la dispersion de la fibre et la non-linéarité simplement en changeant la pression du gaz. L'accordabilité de l'impulsion de le complémentaire (infrarouge) est obtenue en ajustant le temps de recouvrement entre les champs. Nous avons obtenu une impulsion complémentaire à spectre accordable dans le proche infrarouge de 1,2 à 1,5 μm avec la potentialité d'atteindre la gamme de l’infrarouge moyen. Le complémentaire est généré le plus efficacement à 1,2 μm et possède une durée de 220 fs avec une énergie évaluée à quelques nJ.Dans la deuxième partie de ce manuscrit, nous nous intéressons à l'interaction spatiale non linéaire. Où, en considérant que les champs se propageant ont une distribution spatiale différente qui conduit à un couplage spatio-temporel. En conséquence, le signal et le complémentaire peuvent être générés dans diverses combinaisons de modes de fibre HE1n. Une nouvelle approche numérique basée sur l'équation de propagation unidirectionnelle multimode des impulsions a été réalisée en collaboration avec le laboratoire ICB. Les simulations ont montré une oscillation longitudinale de la puissance et de l’intensité du laser le long de la fibre due à l’interaction entre les modes fondamentaux et les modes d’ordre supérieur. Dans cette condition, nous avons mis en évidence la génération et l'amplification de nouveaux modes à d'autres domaines spectraux permettant non seulement de comprendre le couplage spatio-temporel dans le HCC rempli de gaz mais aussi d'ouvrir la voie à de nouvelles perspectives comme la mise en forme assistée non linéaire du faisceau.Dans notre cas, nous observons également la génération et l’amplification de nouveaux modes dans un HCC. Ces études nous a permis non seulement de mettre en avant le couplage spatiotemporel dans le HCC rempli de gaz, mais également d’ouvrir de nouvelles perspectives sur le façonnage spatial de faisceau assisté par un mélange à quatre ondes multimodal.