Mise en phase de lasers à fibre par auto-organisation : nouvelle architecture pour la montée en nombre

Discipline

Electronique des Hautes Fréquences et Optoélectronique

Classification

Technologie (Sciences appliquées)

Mots-clés libres

Mise en phase

Mots-clés

Lasers à fibre - Thèses et écrits académiques,

Théories non linéaires - Thèses et écrits académiques

Les travaux présentés dans ce manuscrit visent à développer une architecture laser multivoie innovante pour la génération d'une matrice de 20 faisceaux mis en plase de manière auto-organisée. La configuration explorée a pour but de dépasser les limitations des techniques de combinaison cohérente passive dites standard, pour lesquelles, la qualité de mise en phase des faisceaux émis se dégrade rapidement avec l'augmentation du nombre de voies lasers (~10). Elle utilise des cavités fibrées annulaires disposées en parallèle et couplées par un filtre original d'amplitude et de phase. L'apport de cette architecture est dû au dispositif de couplage qui va lier la phase des champs à leurs amplitudes respectives. C'est le degré de liberté supplémentaire sur les amplitudes qui va mettre à contribution des non-linéarités résonnantes dans les amplificateurs conduisant à une modification de la phase en fonction de l'intensité incidente. Certains écarts de phases linéaires sont alors compensés améliorant par la même la qualité de mise en phase. Des simulations numériques du fonctionnement de la cavité laser multivoie ont en effet montré une amélioration de la qualité de mise en phase d'un facteur 2 lorsque l'on considère 25 lasers couplés. Dans une configuration expérimentale à 9 lasers couplés, une qualité de mise en phase record de 90% a été démontrée accompagnée d'une stabilité accrue du faisceau émis.