Mise en phase de lasers à fibre par auto-organisation PDF Download
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Author: François Jeux Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
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.
Author: François Jeux Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
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.
Book Description
Il existe un besoin de sources laser de puissance afin d'augmenter la portée et la sensibilité des systèmes pour des applications civiles ou militaires. Les technologies à fibre permettent d'obtenir des lasers de puissance de bonne qualité. Or, l'énergie extractible d'un laser à fibre de forte luminance est limitée. La combinaison de plusieurs sources est une solution prometteuse pour accroître les niveaux de puissance et ainsi surpasser les limites individuelles. Ce travail de thèse a pour objectif d'évaluer, de manière théorique et expérimentale, le potentiel de la combinaison cohérente par contrôle actif de phase des lasers à fibre. Au-delà de la montée en luminance, ce contrôle offre d'autres possibilités telles que la micro-déviation de faisceau ou la déformation du front d'onde du faisceau combiné. Une analyse théorique a été effectuée en tenant compte des contraintes « système ». Pour cela, des critères de qualité ont été mis en œuvre afin de juger de l'efficacité de combinaison. Après avoir mis en phase trois amplificateurs, nous avons utilisé notre système pour compenser la turbulence atmosphérique présente sur le trajet des faisceaux jusqu'à la cible visée. Nous avons ainsi réalisé une démonstration de principe de combinaison cohérente sur cible en utilisant le signal rétrodiffusé. Nous avons également étudié l'influence de l'utilisation de fibres LMA faiblement multimode sur l'efficacité de combinaison. Afin de déterminer leur potentiel et les compromis à effectuer, nous avons développé un modèle permettant d'évaluer l'impact du caractère faiblement multimode sur l'efficacité de combinaison. Cette étude a été complétée par des travaux expérimentaux
Author: Liang Dong Publisher: CRC Press ISBN: 1498725554 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 341
Book Description
The fiber laser, with its humble beginning in the late 1980s, has undergone tremendous development in the past decade or so, transforming itself from a research curiosity to a major force in modern manufacturing. Today, it is revolutionizing our economy by fundamentally changing the way we mark, machine, and process materials on an industrial scale. The recent development of high-power fiber lasers is also fundamentally shaping a wide range of other areas from physical sciences and medicine to geology and space exploration. In the past few years, the tactical deployment of direct energy weapons based on fiber lasers has become a reality. The development of fiber lasers is rooted in a number of technical areas including optical materials, optical waveguide design, nonlinear optics, optical fiber fabrication, and optical characterization, in addition to optical fiber components, and fiber laser design and architecture. No comprehensive in-depth coverage of such diverse topical areas has appeared in a single book. Many important developments have taken place in the past decade in both academia and industry. This book comprehensively covers the basics, technology and applications of fiber lasers including up-to-date developments in both academia and industry and is aimed to serve as both an introduction and research aid for graduate students, engineers, and scientists who are new to this field and also for veterans in the field
Author: Johan Meyer Publisher: CRC Press ISBN: 1000531961 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 391
Book Description
Over the past two decades, the use of fiber lasers in engineering applications has gradually become established as an engineering discipline on its own. The development of fiber lasers is mainly the result of studies from various domains like photonics, optical sensing, fiber optics, nonlinear optics, and telecommunication. Though many excellent books exist on each of these subjects, and several have been written specifically to address lasers and fiber lasers, it is still difficult to find one book where the diverse core of subjects that are central to the study of fiber laser systems are presented in simple and straight forward way. Fiber Lasers: Fundamentals with MATLAB Modelling, is an introduction to the fundamentals of fiber lasers. It provides clear explanations of physical concepts supporting the field of fiber lasers. Fiber lasers’ characteristics are analyzed theoretically through simulations derived from numerical models. The authors cover fundamental principles involved in the generation of laser light through both continuous-wave (CW) and pulsing. It also covers experimental configuration and characterization for both CW and Q-switching. The authors describe the simulation of fiber laser systems and propose numerical modelling of various fiber laser schemes. MATLAB® modelling and numerical computational methods are used throughout the book to simulate different fiber laser system configurations. This book will be highly desirable and beneficial for both academics and industry professionals to have ample examples of fiber laser approaches that are well thought out and fully integrated with the subjects covered in the text. This book is written to address these needs.
Book Description
Les propriétés intrinsèques de la fibre optique utilisée comme milieu à gain en font un candidat idéal pour le développement de sources laser de haute puissance, aujourd’hui capable de rivaliser avec les lasers à état solide, tout en apportant ses avantages propres : robustesse, efficacité, qualité de faisceau potentielle, gestion de la thermique, compacité et tenue à l’environnement. Les domaines d’application sont nombreux : industrie ( usinage, marquage), défense ( télémétrie, imagerie), environnement (lidar), communications en espace libre, recherche fondamentale...Cependant, certaines applications nécessitent des puissances ou énergie encore supérieures à ce que peut délivrer une seule fibre associée à une bonne qualité de faisceau. Pour contourner cette difficulté, l’approche abordée ici est de répartir l’amplification sur plusieurs fibres lasers, puis de recombiner les faisceaux en espace libre. Ce travail est préparatoire à une nouvelle génération de lasers hyper-intenses et a été réalisé dans le cadre du projet ANR CAN, collaboration entre LOA,IOGS ,Thales R&T et Onera. Suivant le dimensionnement défini par l’étude théorique de la combinaison cohérente de faisceaux laser, un toron de 64 fibres collimatées chacune par une petite lentille est conçu puis réalisé technologiquement. Par extension de l’idée de l’interféromètre à décalage quadri-latéral, une méthode de mesure collective et auto-référencée de la phase des fibres mise au point. Enfin, une technique originale et auto-adaptative de mise en phase par holographie numérique est présentée et validée expérimentalement.
Author: Adrian Azarian Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
Les lasers à fibre suscitent un grand intérêt dans tous les domaines, pour des applications allant du médical aux télécommunications, car ils permettent d'obtenir une bonne cohérence spatiale et temporelle et sont compacts et robustes. La limite se situe dans le domaine des lasers à fortes puissances. La combinaison de plusieurs sources lasers est alors une solution prometteuse pour surpasser les limites individuelles de ces sources, en particulier les techniques de combinaisons cohérentes de faisceaux. Dans cette famille de combinaison, la technique de contrôle actif de la phase par marquage en fréquence est particulièrement intéressante, mais deux limitations majeures ont été identifiées : le cas du régime impulsionnel ainsi que le nombre limité de voies pouvant être mise en phase. Dans cette thèse des solutions sont proposées pour lever ces limitations. Dans un premier temps, nous avons réalisé la première démonstration expérimentale d'une combinaison cohérente impulsionnelle utilisant cette technique. Ensuite, en adaptant des techniques de codage orthogonal issues du domaine des télécommunications, nous avons augmenté le nombre de voies pouvant être combinées. Un outil de simulation du système a été développé pour étudier l'utilisation des techniques de codage et pour étudier la propagation des faisceaux à travers la turbulence atmosphérique. Pour évaluer les performances des systèmes à grand nombre d'émetteur, nous avons mis en place une méthodologie, basée sur l'utilisation de plans d'expériences et de métamodèles, permettant d'identifier les fibres ou les interactions entre fibres les plus influentes, en fonction des paramètres initiaux de la combinaison.
Author: Ammar Hideur Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 166
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This work deals with the study of an ytterbium-doped double-clad fibre laser side-pumped using the v-groove technique operating in different regimes around 1.06mm. In the first part, we present the last developments in the field of high-power diode-pumped fibre laser including the double-clad structures and the pumping techniques. In the second part we investigate experimentally the dynamics of a high power ytterbium-doped double-clad fibre laser in various optical configurations. Different self-pulsing regimes are identified resulting from third-order non-linear effects. The third part is devoted to the study and the realisation of a passively mode-locked ytterbium-doped fibre laser using the non-linear polarisation rotation technique.
Author: Rachid Si Fodil Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 278
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Les effets non-linéaires dépendant essentiellement de l'intensité du champ électrique de l'onde et du guide, sont indispensables à la génération des régimes impulsionnels dans les lasers à fibre dopée. L'effet Kerr, qui se manifeste quel que soit l'énergie de propagation et de pompage, va engendrer le phénomène de l'auto modulation de phase (SPM) qui se traduira par un élargissement spectral. La SPM peut se voir aussi dans l'interaction entre les deux ondes qui se propagent le long des axes lents et rapides du guide (XPM). Dans un guide uniforme passif, cette auto modulation de phase en se conjuguant avec la dispersion chromatique du guide peut conduire à l'impulsion soliton, mais ce cadre doit être largement dépassé pour aborder la mise en forme d'impulsions dans un système dissipatif, tel qu'une cavité laser. Ce cadre élargi est celui du soliton dissipatif. Dans ce travail, nous avons passé en revue la fibre optique dopée en tant que milieu actif. Nous avons présenté le principe physique du blocage de modes, en introduisant l'absorbant saturable virtuel reposant sur l'évolution non linéaire de la polarisation (ENLP). Dans la partie expérimentale, on s'est penché plus particulièrement sur de nouvelles dynamiques à haute cadence (multi-GHz) d'un laser à fibre dopée, à modes bloqués. Avant de présenter et positionner notre travail, on s'est intéressé dans un premier temps à ce qui a été publié sur la génération des trains d'impulsions ultracourtes à haute cadence. Nous avons étudié chaque configuration, allant de la génération de régime harmonique à haute cadence par le blocage de modes habituel jusqu'aux techniques utilisant l'instabilité de modulation avec un filtrage interférométrique (μcavité, F.P, SFBG). En évaluant les opportunités de réalisation de chacune, nous avons été attirés par la configuration de Mao, publiée dans Sci. Reports, toute fibrée, qui sera le premier volet de notre contribution expérimentale. Effectivement, dans un premier temps nous avons repris les travaux de Mao et al. où le MZI est pris en série dans la cavité fondamentale. Dans le souci d'apporter plus de stabilité, nous avons proposé une autre configuration où le MZI est pris dans une boucle de recirculation qui permettra plus de filtrage des modes cavité en phase. Cette stabilité du régime impulsionnel, à haute cadence, a été observée en temps réel.
Author: Rachid Si Fodil Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Les effets non-linéaires dépendant essentiellement de l'intensité du champ électrique de l'onde et du guide, sont indispensables à la génération des régimes impulsionnels dans les lasers à fibre dopée. L'effet Kerr, qui se manifeste quel que soit l'énergie de propagation et de pompage, va engendrer le phénomène de l'auto modulation de phase (SPM) qui se traduira par un élargissement spectral. La SPM peut se voir aussi dans l'interaction entre les deux ondes qui se propagent le long des axes lents et rapides du guide (XPM). Dans un guide uniforme passif, cette auto modulation de phase en se conjuguant avec la dispersion chromatique du guide peut conduire à l'impulsion soliton, mais ce cadre doit être largement dépassé pour aborder la mise en forme d'impulsions dans un système dissipatif, tel qu'une cavité laser. Ce cadre élargi est celui du soliton dissipatif. Dans ce travail, nous avons passé en revue la fibre optique dopée en tant que milieu actif. Nous avons présenté le principe physique du blocage de modes, en introduisant l'absorbant saturable virtuel reposant sur l'évolution non linéaire de la polarisation (ENLP). Dans la partie expérimentale, on s'est penché plus particulièrement sur de nouvelles dynamiques à haute cadence (multi-GHz) d'un laser à fibre dopée, à modes bloqués. Avant de présenter et positionner notre travail, on s'est intéressé dans un premier temps à ce qui a été publié sur la génération des trains d'impulsions ultracourtes à haute cadence. Nous avons étudié chaque configuration, allant de la génération de régime harmonique à haute cadence par le blocage de modes habituel jusqu'aux techniques utilisant l'instabilité de modulation avec un filtrage interférométrique (μcavité, F.P, SFBG). En évaluant les opportunités de réalisation de chacune, nous avons été attirés par la configuration de Mao, publiée dans Sci. Reports, toute fibrée, qui sera le premier volet de notre contribution expérimentale. Effectivement, dans un premier temps nous avons repris les travaux de Mao et al. où le MZI est pris en série dans la cavité fondamentale. Dans le souci d'apporter plus de stabilité, nous avons proposé une autre configuration où le MZI est pris dans une boucle de recirculation qui permettra plus de filtrage des modes cavité en phase. Cette stabilité du régime impulsionnel, à haute cadence, a été observée en temps réel.
Author: François Jeux
Author: François Jeux
Author: Baya Bennaï
Author: Liang Dong
Author: Johan Meyer
Author: 
Author: Cindy Bellanger
Author: Adrian Azarian
Author: Ammar Hideur
Author: Rachid Si Fodil
Author: Rachid Si Fodil