Coraline LAPRE : " Caractérisation des régimes de stabilité et instabilité des lasers à soliton dissipatif avec dynamiques soliton-similariton et régénération Mamyshev"

Résumé : Les lasers ultrarapides produisant des impulsions picosecondes et sub-picosecondes sont connus pour présenter un riche éventail de dynamiques non linéaires qui sont d'un grand intérêt tant du point de vue fondamental qu'appliqué. Bien que les instabilités dans les lasers ultrarapides aient été étudiées depuis plusieurs décennies, le développement récent de techniques de mesure avancées a ouvert de nouvelles perspectives dans leur analyse. Dans cette thèse, nous présentons une étude expérimentale des régimes de dynamiques complexes appliquée à deux différentes classes de lasers à fibre impulsionnels fonctionnant autour de 1550 nm : un laser soliton-similariton, et un oscillateur de Mamyshev. Dans les deux cas lors du régime stable, notre caractérisation se base sur la technique d'autocorrélation résolue en fréquence (FROG) qui fournit l’accès aux mesures complètes de l'intensité et du chirp. En présence d’instabilités, nous appliquons la technique de transformée de Fourier dispersive qui nous permet d’enregistrer en temps réel les fluctuations spectrales tour par tour. Pour le laser soliton-similariton, le fonctionnement stable est associé à des impulsions de 7 à 10 ps de largeur spectrale de 30 nm et de puissance de sortie moyenne de 0,32 mW à 9,5 MHz. Les instabilités observées dans le laser à soliton-similariton comprennent des molécules solitons, de l'intermittence complexe, et des états multi-impulsionnels. Pour l'oscillateur de Mamyshev, le fonctionnement stable est associé à des impulsions de 3 à 5 ps de largeur spectrale de 90 à 100 nm et à une puissance de sortie moyenne d'environ 4 mW à 6,37 MHz. Nous présentons également des résultats sur la caractérisation du régime « noise-like pulse » avec l'ajout d'une fibre hautement non linéaire dans la cavité soliton-similariton associé à un spectre large bande couvrant 1000 nm. En plus de présenter une série de résultats expérimentaux, des simulations numériques ont également été utilisées afin de faciliter la compréhension du fonctionnement des systèmes étudiés.

Composition du jury :

Dr. Ariel LEVENSON, Directeur de Recherche au CNRS, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, Université Paris-Saclay, rapporteur
Pr. Arnaud MUSSOT, Laboratoire de Physique de laser, atomes et molécules, Université de Lille, rapporteur
Pr. Maxime JACQUOT, Institut FEMTO-ST, Université de Bourgogne Franche-Comté, examinateur
Dr. Benjamin WETZEL, Chargé de Recherche au CNRS, Institut Xlim, Université de Limoges, examinateur
Pr. Goëry GENTY, Tampere University, Tampere, Finlande, examinateur
Pr. John M. DUDLEY, Institut FEMTO-ST, Université de Bourgogne Franche-Comté, directeur de thèse

Localisation : Amphithéâtre J-J Gagnepain, Institut FEMTO-ST, à Besançon (15 B avenue des Montboucons).