Thèse soutenue

Transfert de pureté spectrale par injection optique à l'aide de sources hautement cohérentes et sélectionnables en longueur d'onde

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Auteur / Autrice : Amith Karuvath
Direction : Pascal Besnard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Photonique
Date : Soutenance le 21/11/2023
Etablissement(s) : Université de Rennes (2023-....)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes ; 2022-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Fonctions Optiques pour les Technologies de l’informatiON (Lannion ; 2000-....)
Jury : Président / Présidente : Mehdi Alouini
Examinateurs / Examinatrices : Pascal Besnard, Anne Amy-Klein, Ghaya Baili, Vincent Roncin
Rapporteur / Rapporteuse : Fabien Bretenaker, Marc Sciamanna

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse est consacrée à l'étude du transfert de pureté spectrale par injection optique avec la variation de la cohérence du signal injecté. L'idée principale est de distribuer cette forte cohérence à d'autres sources. L'injection optique peut-être défini comme le couplage unidirectionnel entre deux lasers : l'un, appelé maître, alimente en photons la cavité d'un second laser, appelé esclave. Cette technique de synchronisation en fréquence et en phase est couramment analysée à partir des spectres optiques, du comportement temporel ou du bruit d'intensité relatif du laser injecté. Notre analyse est faite grâce à la densité spectrale de puissance du bruit de fréquence, afin de comparer l'influence d'une source externe à la source spontanée interne. Différents lasers accordables sont utilisés pour un contrôle de la cohérence. Un étage de laser à fibre Brillouin (BFL) est ajouté pour former une source plus cohérente (< kHz ou au Hz), avec une longueur d'onde sélectionnable sur la bande C. Un deuxième étage BFL permet d’atteindre 3 mHz. Notre étude se concentre sur le seuil d’accrochage en fréquence, ou la puissance optique minimale requise pour un transfert total de pureté. Lorsque l'on diminue la largeur de raie (30 kHz) d'un facteur 10, le seuil augmente du même facteur; mais seulement de +4 dB pour passer de 3 kHz à 1 Hz. Ceci ouvre la possibilité d'un transfert de grande pureté par injection optique sans pénalité sur la puissance optique.