Lasers à fibres multimodes ultrarapide

Ultrafast multimode fiber lasers

• Auteur / Autrice : Mostafa Mohamed
• Direction : Philippe Grelu
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Dijon, Université Bourgogne Europe
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne

Mots clés

Mots clés libres

Lasers à fibre

Dynamique non linéaire

Fibres optiques multimodes

Solitons optiques

Impulsions ultracourtes

Fiber lasers

Nonlinear dynamics

Multimode fibers

Optical solitons

Ultrashort pulses

Résumé

En développant des cavités laser à fibres multimodes ultrarapides, nous explorerons une nouvelle gamme de dynamiques spatio-temporelles. Ces dynamiques incluent le verrouillage simultané des modes de cavité longitudinaux et transversaux (verrouillage de mode spatiotemporel), l'auto-nettoyage du profil d'un faisceau multimode, ainsi que la formation de molécules de solitons tridimensionnelles. L'objectif de cette thèse est de développer expérimentalement des lasers à fibre ultrarapides multimodes et mettre en œuvre des techniques de caractérisation spatio-temporelle permettant d'étudier les nouveaux phénomènes physiques. Notre laboratoire est bien équipé pour construire diverses architectures laser et effectuer des caractérisations en optique ultrarapide, mais le domaine multimode est récent et nécessite de nouveaux développements expérimentaux, activité également en développement marqué au niveau international. Cette thèse bénéficiera de collaborations avec l'Université de Limoges, France et l'Université La Sapienza de Rome, Italie. Nous prévoyons également d'inclure des techniques d'intelligence artificielle et d'optimisation d'algorithmes génétiques pour piloter la dynamique laser ultrarapide.

In this proposal, by using multimode ultrafast fiber laser cavities, we anticipate exploring a full new range of spatiotemporal dynamics. These dynamics include the simultaneous locking of both longitudinal and transverse cavity modes (spatiotemporal mode locking), multimode beam cleanup, as well as the formation of three-dimensional soliton molecules. Therefore, the aim of this thesis is to develop experimentally multimode ultrafastfiber lasers, as well as to implement the spatiotemporal characterization techniques required to investigate new physical phenomena, such as complex pattern formations. Our fiber laser lab is well equipped to build various laser architectures and perform ultrafast optical characterization. However, multimode ultrafast lasers represent a new activity, which is also attracting a growing focus from the international research scene. This thesis will benefit from national and international collaborations, such as with University of Limoges, France and University La Sapienza of Rome, Italy. We also plan to include techniques or artificial intelligence and genetic algorithm optimization to pilot the ultrafast laser dynamics.