Moïse DEROH "Interactions Brillouin et Kerr dans de nouvelles fibres optiques adaptées à des applications dans l'infrarouge proche et moyen"

Travaux de thèse de Moïse DEROH "Interactions Brillouin et Kerr dans de nouvelles fibres optiques adaptées à des applications dans l'infrarouge proche et moyen"

Résumé : Durant la dernière décennie, on constate une forte évolution de la couverture spectrale des sources lasers cohérentes compactes vers l’infrarouge moyen, notamment pour des applications de spectroscopie et de bio-photonique. Cette thèse s’inscrit dans ce développement par l’étude de fibres optiques spéciales conçues spécialement pour une transition entre les gammes spectrales du proche infrarouge et de l’infrarouge moyen, plus particulièrement pour les longueurs d’ondes autour de 2 µm. Ces fibres en verres de tellurites ou de silice fortement dopée à l’oxyde de germanium présentent des caractéristiques non-linéaires avantageuses pour le développement de systèmes lasers ou de conversion de fréquences, en utilisant les processus de diffusion Brillouin et d’effet Kerr. Nos mesures expérimentales révèlent une efficacité Brillouin bien meilleure (jusqu’à 67 fois supérieure) que dans une fibre standard des télécommunications optiques. Nous démontrons la possibilité de développer des lasers Brillouin à fibre optique avec des largeurs de raie spectrale et des seuils de l’ordre de quelques dizaines de kilohertz et centaines de mW, respectivement. Ces cavités lasers Brillouin peuvent aussi générer des peignes de fréquences optiques par mélanges à quatre-ondes multiples. Ces sources spectrales hybrides de type Brillouin-Kerr ont la particularité d’être symétriques, stables et accordables en fréquence. Enfin, les fibres optiques en silice fortement dopée présentent une sensibilité réduite de la fréquence caractéristique Brillouin aux contraintes mécanique et en température. En effet, un fort dopage à 98 mol % permet d’obtenir une fréquence élastique insensible à la température aux longueurs d’ondes de 1,55 et 2 µm. Ce pouvoir athermique se révèle fondamental pour la discrimination des effets de température et de contrainte mécanique dans le domaine des capteurs à fibre optique.

Composition du jury : 

Hervé MAILLOTTE, Directeur de Recherche, Université Bourgogne - Franche-Comté, Co-Directeur de thèse

Thierry CHARTIER, Professeur des Universités, Institut FOTON (UMR5082) ENSSAT - Université de Rennes , Rapporteur

Sylvain GIRARD;Professeur des Universités, Laboratoire Hubert Curien, Université Jean Monnet de Saint-Etienne, Rapporteur

Alexandre KUDLINSKI,Professeur des Universités, Laboratoire PhLAM, IRCICA Campus CNRS Haute Borne? Université de Lille 1, Examinateur

Thibaut SYLVESTRE, Directeur de Recherche, Université Bourgogne - Franche-Comté, Directeur de thèse

Bertrand KIBLER,  Chargé de Recherche, Université Bourgogne - Franche-Comté, Laboratoire ICB, CoDirecteur de thèse

Jean-Charles BEUGNOT, Chargé de Recherche, Université Bourgogne - Franche-Comté, CoDirecteur de thèse

Birgit STILLER, Chargé de Recherche, Max Planck Institute for the Science of Light,  Examinateur

Localisation : Amphithéâtre Jean-Jacques Gagnepain - Institut FEMTO-ST, 15B Avenue des Montboucons, 25030 Besançon Cedex