Dissertations / Theses: 'Amplificateurs à fibre'

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Finot, Christophe. "Similaritons dans les amplificateurs Raman à fibre optique." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011124.

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Abstract:

Ce mémoire présente la génération de similaritons dans un amplificateur Raman à dispersion normale aux longueurs d'onde des télécommunications optiques. Les profils temporels expérimentaux obtenus par caractérisation FROG mettent en évidence un profil d'intensité parabolique associé à une dérive de fréquence linéaire, en accord avec les résultats d'un modèle numérique.
Différentes propriétés théoriques des similaritons sont ensuite vérifiées expérimentalement. La dynamique de deux impulsions similaritons à des longueurs d'ondes centrales identiques ou différentes est également étudiée : les similaritons sont robustes vis-à-vis des collisions alors que l'interaction de deux similaritons entraîne la génération d'un train de solitons noirs à haut-débit.
Dans une dernière partie, nous évoquons l'application des similaritons à trois domaines : la génération d'impulsions ultracourtes, la mise en forme d'impulsions et enfin la régénération optique de signaux télécom à haut-débit.

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Vedadi, A. "Etude et applications des amplificateurs paramétriques à fibre optique." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00544865.

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Abstract:

Depuis l'avènement en Perse, il y a 2500 ans, du service postal, la capacité à transmettre un maximum d'information sur une longue distance et en un minimum de temps s'avère être une des quêtes de l'Homme. Aujourd'hui, les moyens de télécommunications modernes font parti de notre quotidien et nous permettent de partager quasi-instantanément de la voix, de l'image ou du texte avec un interlocuteur situé à des milliers de kilomètres. Le cadre général dans lequel s'insère ce manuscrit de thèse est celui de l'étude de la couche physique des télécommunications, mais de façon plus précise, celui de la recherche d'outils de traitement tout-optique de l'information destinés particulièrement aux futurs systèmes de transmission à à très haut débit. En effet, de nombreuses recherches ces dernières années ont montré la variété d'applications possibles à partir de l'amplification paramétrique, une nouvelle technique d'amplification sur fibre optique offrant une très grande bande passante. Nous présentons dans ce manuscrit une étude théorique des amplificateurs paramétriques utilisant deux lasers de pompe. Nous analyserons également le bruit et la distorsion des signaux de télécommunications apporté par la modulation de phase des pompes, requise pour supprimer la rétro-diffusion Brillouin stimulée dans toute fibre optique. Nous donnerons la démonstration théorique que deux ondes pompes modulées en opposition de phase annulent toute distorsion des signaux. Nous présenterons également une mise en oeuvre expérimentale d'un amplificateur paramétrique optique, intégrant un nouveau modulateur de phase double réalisé en partenariat avec la société Photline Technologies. Celui-ci nous a permis de démontrer une qualité d'amplification optique ainsi qu'une conversion de longueur d'onde quasi-transparente. La troisième partie présente ce qui constitue, à notre connaissance, la première mesure distribuée du gain paramétrique le long de la fibre optique servant de milieu amplificateur. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Ecole Fédérale Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse. Ils sont basés sur l'analyse Brillouin dans le domaine temporel. La quatrième et dernière partie de ce manuscrit relate une étude théorique et numérique d'une boucle à réplication d'impulsion laser intégrant un amplificateur paramétrique. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat avec le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). L'originalité de cette étude réside dans l'exploitation des amplificateurs paramétriques dans la fenêtre de longueurs d'ondes autour de 1 μm en utilisant des fibres à cristal photonique.

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Vedadi, Armand. "Etude et applications des amplificateurs paramétriques à fibre optique." Besançon, 2008. http://www.theses.fr/2008BESA2069.

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Abstract:

Depuis l'avènement en Perse, il y a 2500 ans, du service postal, la capacité à transmettre un maximum d'information sur une longue distance et en un minimum de temps s'avère être une des quêtes de l'Homme. Aujourd'hui, les moyens de télécommunications modernes font partie de notre quotidien et nous permettent de partager quasi-instantanément de la voix, de l'image ou du texte avec un interlocuteur situé à des milliers de kilomètres. Le cadre général dans lequel s'insère ce manuscrit de thèse est celui de l'étude de la couche physique des télécommunications, mais de façon plus précise, celui de la recherche d'outils de traitement tout-optique de l'information destinés particulièrement aux futurs systèmes de transmission à très haut débit. En effet, de nombreuses recherches ces dernières années ont montré la variété d'applications possibles à partir de l'amplification paramétrique, une nouvelle technique d'amplification sur fibre optique offrant une très grande bande passante. Nous présentons dans ce manuscrit une étude théorique des amplificateurs paramétriques utilisant deux lasers de pompe. Nous analyserons également le bruit et la distorsion des signaux de télécommunications apportés par la modulation de phase des pompes, requise pour supprimer la rétro-diffusion Brillouin stimulée dans toute fibre optique. Nous donnerons la démonstration théorique que deux ondes pompes modulées en opposition de phase annulent toute distorsion des signaux. Nous présenterons également une mise en oeuvre expérimentale d'un amplificateur paramétrique optique, intégrant un nouveau modulateur de phase double réalisé en partenariat avec la société Photline Technologies. Celui-ci nous a permis de démontrer une qualité d'amplification optique ainsi qu'une conversion de longueur d'onde quasi-transparente. La troisième partie présente ce qui constitue, à notre connaissance, la première mesure distribuée du gain paramétrique le long de la fibre optique servant de milieu amplificateur. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Ecole Fédérale Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse. Ils sont basés sur l'analyse Brillouin dans le domaine temporel. La quatrième et dernière partie de ce manuscrit relate une étude théorique et numérique d'une boucle à réplication d'impulsion laser intégrant un amplificateur paramétrique. Ces travaux ont été réalisés dans le cadre d'un contrat avec le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA). L'originalité de cette étude réside dans l'exploitation des amplificateurs paramétriques dans la fenêtre de longueurs d'ondes autour de 1 ~m en utilisant des fibres à cristal photonique
Over the past few years fibre optical parametric amplifiers (FOPA) have shown potential for many practical applications and permitted significant progress for future ultra high-bit-rate telecommunication systems, as the fundamental mechanism allows for a significant enhancement of the transmission bandwidth with respect to other optical amplifiers. In particular, dual-pump FOPA has proven to be the most efficient way for flat and wide gain bandwidth. The thesis provides a comprehensive review of the different physical mechanisms for parametric amplification and gives a detailed theoretical and experimental study of two-pump FOPAs. In particular, we focus on the signal distortion and spectral broadening induced by the phase modulation of the pumps, needed for suppressing the backward stimulated Brillouin scattering. We theoretically show that both the signal gain distortion and idler spectral broadening can fully suppressed when using counter-phase modulation of the two pump waves. We then report the fabrication of an integrated LiNbO3 y -junction synchronized double phase modulator fully packaged for RF-application up to 40 GHz. This optical modulator allows for delivering simultaneously counter-phase high- speed modulation and coupling for two input channels. It was designed for application to fibre-optical parametric amplifier and wavelength converters for suppressing idler spectral broadening and signal gain distortion caused by phase modulation itself. With this component, Idler spectral broadening suppression is experimentally demonstrated over ail the parametric gain band of a two-pump parametric amplifier operating in the 1. 55 5 [micron] region. We then report the experimental observation of the parametric gain mapping along an optical fibre, using the so-called Brillouin optical rime domain analysis. This method, developed in collaboration with the EPFL in Switzerland, allows us to observe for the first time both the effect of pump depletion and of the dispersion longitudinal fluctuations. Finally, the last part of the manuscript deals with a theoretical study of a parametric amplifier operating at 1 ~m for optical pulse replication in collaboration with the CEA in Bordeaux

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Guichard, Florent. "Combinaison cohérente d'impulsions femtoseconde - Optimisation des performances des amplificateurs fibrés ultracourts." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLO001.

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Abstract:

Les lasers à fibre optique délivrant des impulsions femtoseconde sont aujourd'hui utilisés dans de nombreuses applications scientifiques ou industrielles. Pour étendre l'éventail de ces applications, l'augmentation des performances en termes de durée, énergie par impulsion, et puissance moyenne délivrée par ces sources a fait l'objet de nombreux développements. Ce travail a pour objectif d'utiliser l'idée de combinaison cohérente d'impulsions femtoseconde dans le but de poursuivre l'amélioration des caractéristiques des amplificateurs à fibre ultrabrefs selon deux axes.La première partie est consacrée à la montée en énergie en utilisant des architectures de combinaison cohérente passives, c'est à dire ne nécessitant pas de boucle de contrôle de la phase optique entre les impulsions à combiner. Ces systèmes exploitent à la fois le domaine spatial, (combinaison de faisceaux) et le domaine temporel (combinaison de répliques de l'impulsion initiale décalées dans le temps). Nous démontrons que ces techniques permettent effectivement la montée en énergie, et étudions les limites de leur utilisation liées aux non-linéarités optiques et à la saturation du gain des amplificateurs. Nous proposons également des perspectives pour outrepasser ces limites.La deuxième partie du manuscrit est dédiée à la réduction de la durée des impulsion émises par ces sources à fibre. Nous utilisons dans un premier temps la combinaison cohérente active de deux impulsions femtoseconde amplifiées ayant des contenus spectraux différents et décalés. Ainsi, une impulsion plus courte que chacune des impulsions individuelles est synthétisée. Une autre approche consistant à sculpter le contenu spectral de l'impulsion à amplifier afin de compenser le profil de gain de l'amplificateur est également étudiée. Enfin, nous appliquons les architectures de combinaison cohérente passive étudiées dans la première partie à des systèmes de compression temporelle non-linéaire afin d'outrepasser leurs limites en énergie
Optical fiber-based ultrafast laser sources are nowadays used in numerous scientific and industrial applications. To extend further the number of possible applications, it is essential to improve their performances in terms of pulsewidth, energy per pulse, and average power. Extensive research work has been performed over the last years on this area. The work described in this manuscript is a contribution to these research efforts, and aims at improving ultrafast fiber laser sources by using coherent combination of several femtosecond pulses.The first part is devoted to energy scaling by using passive coherent combining architectures, that do not require a feedback control loop of the relative optical phase between pulses to be combined. This idea is used both in the space (combining beams) and time (combining replicas of the pulse at different delays) domains. We demonstrate that these techniques allow energy scaling and study their limitations related to optical nonlinearities and gain saturation in the amplifiers. We also propose ways to circumvent these limitations.In the second part, we study various ways of decreasing the output pulsewidth of fiber-amplified femtosecond sources. First, we implement an active coherent combining system that performs combination of two amplified femtosecond pulses with different, shifted spectral content. This allows the synthesis of a pulse that is shorter than any of the individual pulses to be combined. Another studied approach consists in tailoring the spectrum of input pulses to precompensate the spectral gain shape of the amplifier. Finally, by using passive combining architectures described in the first part, we demonstrate energy scaling of temporal nonlinear compression setups

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Lesparre, Fabien. "Amplificateurs impulsionnels à base de fibres cristallines dopées Ytterbium." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLO001/document.

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Abstract:

Les lasers à impulsions ultra-courtes (< 10 ps) ont largement démontré leur intérêt pour de nombreuses applications scientifiques, industrielles ou encore médicales. Le domaine du micro-usinage par impulsions laser est l'un des domaines les plus actifs du moment. Les dernières avancées en la matière privilégient deux axes de recherche, l'augmentation du taux de répétition associé à de fortes puissances moyennes et une montée en énergie. Nos travaux s'inscrivent dans ce contexte et visent à développer des amplificateurs d'impulsions ultracourtes innovants à base de fibres cristallines Yb:YAG délivrant de fortes puissances moyennes et de fortes énergies en régime de polarisation cylindrique. Les sources développées sont destinées à être intégrées au sein de systèmes de micro-usinage laser aux performances inédites développés dans le cadre du projet européen Razipol. Celles-ci joueront le rôle de préamplificateur fort gain au sein d'une architecture MOPA composé d'un oscillateur ultra-rapide à base de cristal d'Yb:KYW et d'un amplificateur final à base de disque mince Yb:YAG. Pour répondre à la problématique des dégradations spatiales liées à la montée en puissance moyenne dans les architectures à laser solide pompé par diode, une architecture en cascade composée de trois étages d'amplification permettant de réduire la charge thermique a d'abord été réalisée. Grâce à une fine optimisation de l’ensemble des paramètres spectroscopiques (taux de dopage des cristaux, longueur d'onde de pompe...) et géométriques (longueur des cristaux, tailles de faisceaux...) a permis d'amplifier des impulsions femtosecondes (750 fs) jusqu'à des puissances moyennes de 100 et 85 W, respectivement obtenues en polarisation linéaire et cylindrique, à la cadence de 20 MHz. Un amplificateur picoseconde de forte énergie à également été réalisé. Intégrant un dispositif de combinaison cohérente à division temporelle à 4 ou 8 répliques visant à réduire les effets non-linéaires, la source développée délivre des énergies remarquablement élevées pour ce type de système à amplification directe. Il délivre des énergies de 1 et 2 mJ à des cadences inférieures à 20 kHz. Ces résultats ont fait l'objet de 2 publications dans des revues internationales à comité de lecture. Par ailleurs les deux amplificateurs développés ont été intégrés sous la forme de systèmes compactes et robustes, utilisables par les membres du projet européen Razipol. Ces travaux ont également inspirée une nouvelle ligne de produits désormais commercialisés la société Fibercryst
In the last decade ultra-short pulse laser (< 10 ps) have sparked increasing interest for many industrial and scientific applications. Among the geometries used so far for high-power Yb-doped diode-pumped solid-state lasers as slabs, rods and thin disks, the single crystal fiber (SCF) technology was recently shown to have a high potential for the amplification of ultrashort pulses thanks to a very efficient thermal management and high optical efficiencies. This technology combined with the cubic crystal structure of Yb:YAG offers a cylindrical symmetry of the optical and thermo-mechanical properties. Yb:YAG SCFs are therefore well suited for the amplification of cylindrically polarized beams. In the context of a European Project called RAZIPOL, we have developed new laser amplifier architectures using SCF to directly amplify femtosecond pulses to achieve high energy and high average power pulses with radial and azimuthal polarizations without any stretching and recompression of the pulses.We first demonstrate a three-stage diode-pumped Yb:YAG single-crystal-fiber amplifier to generate femtosecond pulses at high average powers with linear or cylindrical (i.e., radial or azimuthal) polarization. At a repetition rate of 20 MHz, 750 fs pulses were obtained at an average power of 85 W in cylindrical polarization and at 100 W in linear polarization. Investigations on the use of Yb:YAG single-crystal fibers with different length/doping ratios and the zero-phonon pumping at a wavelength of 969 nm were conducted in order to optimize the performances of the amplifiers.The second part of the project is focused on pulse energy scaling. In this sense, we demonstrate a two-stage Yb:YAG single-crystal-fiber amplifier designed for high peak power to significantly increase the pulse energy of a low power picosecond laser. The first amplifier stage has been designed for high gain. Using a gain medium optimized in terms of doping concentration and length an optical gain of 32dB has been demonstrated. The second amplifier stage designed for high energy using divided pulse technique allows to generate recombined output pulse energy of 2mJ at 12.5 kHz with a pulse duration of 6 ps corresponding to a peak power 320MW. Average powers ranging from 25W to 55W with repetition rates varying from 12.5 kHz to 500 kHz have been demonstrated.This results has led to the publication of 2 articles in international peer-reviewed journals and have been presented in 7 conferences. Finally this work has inspired the launch of a new line of industrial products by Fibercryst

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ALLOUCHE, VIRGINIE. "Etude de l'amplificateur optique a fibre dopee erbium et de transmissions longues distances a fibre et amplificateurs optiques." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066296.

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Abstract:

Cette these s'inscrit dans le cadre des transmissions longues distances a fibre et amplificateurs optiques. Apres une presentation generale de l'amplificateur optique a fibre dopee erbium (ao) dans la premiere partie, l'expose est consacre a l'etude theorique et experimentale de l'amplificateur (deuxieme partie). Deux modelisations (analytique et numerique) de l'ao sont presentees et validees par comparaison a des resultats experimentaux. La modelisation numerique est mise a profit pour optimiser les parametres d'un ao experimental fort gain ( 25 db a petit signal). Deux bancs de mesure du coefficient d'exces de bruit d'un ao ont ete mis au point: un banc optique et un banc electrique. La methode electrique a conduit a la determination des differentes contributions de bruit (battements signal-spontanee et spontanee-spontanee) au bruit total. Une estimation quantitative de la dispersion modale de polarisation d'un amplificateur est faite a l'aide d'un montage experimental rapide a realiser. L'evolution de la zone d'auto-filtrage en fonction de l'attenuation entre deux ao consecutifs est egalement etudiee de maniere experimentale et theorique. Un logiciel de simulation d'un systeme de transmission optique complet est presente dans la troisieme partie. Il inclue la modelisation numerique de l'ao precedemment citee et une modelisation de la propagation dans les fibres optiques monomodales en presence de dispersion chromatique, de non linearite (effet kerr) et d'absorption. Ce logiciel comprend notamment un module d'analyse de resultats tres complet: traces des formes temporelles et spectrales des impulsions, diagramme de l'il, evaluation du facteur de qualite q le logiciel est utilise pour approfondir une etude experimentale liee a l'evolution du bruit electrique en fonction de la distance. La derniere partie de ce memoire est consacree a l'etude de l'effet rayleigh. On s'est attache, tout d'abord, a caracteriser qualitativement et quantitativement les effets rayleigh simple et double dans la fibre optique silice (passive). Cette etude est ensuite poursuivie au niveau de la fibre dopee erbium seule et sous la forme d'un module d'ao. L'effet rayleigh est caracterise pour differentes concentrations en dopant erbium. Les evolutions des effets rayleigh simple et double sont determinees en fonction du gain et comparees aux resultats obtenus par modelisation. Des observations de l'effet rayleigh sur des liaisons de plusieurs milliers de kilometres sont illustrees par des mesures experimentales et un calcul theorique. Le logiciel de simulation est finalement mis a profit pour estimer l'influence de l'effet rayleigh sur les performances de liaisons longues

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Florentin, Raphaël. "Propagation et contrôle adaptatif de la lumière amplifiée dans une fibre multimode." Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0069/document.

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Abstract:

Les fibres multimodales ont longtemps été délaissées en raison des distorsions temporelles et spatiales subies par la lumière au cours de sa propagation dans la fibre. Ces distorsions sont les conséquences des couplages modaux et de la disparité des temps de propagation des modes de fibre. Bien que complexe, la propagation dans un guide multimodal reste déterministe et peut être maitrisée par une structuration cohérente de l’excitation. La manipulation d’ondes en présence de gain dans la fibre optique, au coeur de ces travaux de thèse, constitue une problématique plus complexe encore puisque la carte de saturation des modes hétérogène rend la propagation non linéaire. Deux types d’amplificateurs multimodaux à fibre dopée ytterbium ont été étudiés : une fibre à saut d’indice à large coeur et une fibre à coeurs multiples couplés. Le contrôle spatial du faisceau transmis est obtenu en structurant le front d’onde incident à l’aide d’un miroir déformable couplé à un algorithme itératif. En régime d’excitation continue, cette technique de contrôle adaptatif, robuste et rapide a permis de focaliser le rayonnement en extrémité de fibre sur des spots uniphases, malgré les couplages modaux, l’hétérogénéité de gain modal et la saturation du gain. Il a aussi été démontré que la mise en forme du front d’onde incident ne réduisait pas le gain d’amplification. Une puissance de 2,8 W a été confinée dans un unique spot avec un gain de12 dB. Des structures intensimétriques plus complexes de type « multispots » ont également été obtenues. Enfin, la focalisation à travers la fibre amplificatrice a été réalisée avec succès en régime femtoseconde pour lequel la propagation s’accompagne de couplages spatio-temporels. Une première démonstration de principe a permis d’obtenir 120 kW de puissance crête avec un gain de 14 dB dans une impulsion uniquement limitée par la dispersion chromatique (350 fs), le profilage spatial permettant aussi de contrôler l’impulsion amplifiée par la sélection de modes dont les vitesses de groupe sont proches
For a long time, multimode fibers were sparsely investigated because of the spatial and temporal distortions occurring during propagation across the fiber. Those distortions are consequences of mode coupling and modal propagation constant disparity. Although the propagation in a multimode waveguide is complex, it is deterministic and can be controlled by spatial shaping of the excitation. Considering an amplifying medium, the problem, at the heart of this thesis, is more complex because of nonlinear propagation due to heterogeneous gain saturation. Two kinds of Ytterbium doped multimode fiber amplifiers were tested: a step index fiber with a large core diameter and a coupled core multicore fiber. Spatial control of the output of the amplifier was achieved using a deformable mirror in combination with an iterative algorithm. In the case of a continuous wave excitation of the amplifier, we demonstrated that it was possible to confine light in a single-phase spot with a 2,8 W average power and 12 dB gain. We also demonstrated that the spatial shaping of the output has no effect on the amplifier gain. Furthermore, we obtained more complex output fields of multi-spot structure. Finally, focalization through the amplifying fiber was successfully demonstrated in femtosecond regime for which spatio-temporal couplings occur. A 120 kW peak power spot with a gain of 14 dB in a 350 fs pulse was obtained in a first experimental proof of concept. The spatial shaping allows also to control the duration of the amplified pulse by selection of modes with close group velocities

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PRIGENT, LAURENCE. "Effets non lienaires kerr dans les transmissions longues distances a fibre et amplificateurs optiques." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066624.

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Abstract:

Le but de cette these est d'etudier l'impact de la non linearite kerr sur les liaisons a fibre optique longue distance utilisant des amplificateurs a fibre dopee erbium. La premiere partie introduit la propagation dans les fibres optiques monomodes en presence de non linearite kerr, dispersion chromatique, dispersion de polarisation et d'absorption. La methode de resolution numerique de l'equation differentielle resultante est decrite ainsi que la structure generale d'une liaison de transmission optique. Dans la seconde partie, une methode originale de mesure du coefficient non lineaire utilisant le phenomene de melange a quatre ondes survenant lors de la propagation de deux ondes pompes, est proposee et mise en uvre. La derniere partie est consacree a l'etude conceptuelle par simulation numerique d'une liaison de transmission de type transoceanique. L'influence des differents parametres (dispersion chromatique et de polarisation, automodulation de phase, bruit d'amplification) est analyse de meme que l'interaction entre ces phenomenes. Les implications sur les performances du systeme sont deduites et les resultats debouchent sur les specifications d'une liaison transatlantique haut debit a un seul canal consistant a determiner les parametres optimum des differents composants. On aborde ensuite les possibilites d'augmentation du debit par multiplexage en longueur d'onde. Les consequences de la non linearite (melange a quatre ondes et modulation de phase croisee) sur une transmission a deux canaux sont illustrees par l'etude d'un exemple experimental et theorique

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Wei, Li-Wei. "Système laser de haute-puissance pour le projet Advanced Virgo : les amplificateurs à fibre combinés de façon cohérente." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4091/document.

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Abstract:

Virgo est un interféromètre de Michelson dont les bras contiennent des cavités Fabry-Perot. Il a été construit pour détecter directement les ondes gravitationnelles. Le projet Advanced Virgo est une amélioration majeure de Virgo pour atteindre une sensibilité encore plus élevée avec laquelle la détection des ondes gravitationnelles deviendra probable. On prévoit un système laser mono-fréquence de 175 Watts de puissance optique présentant des stabilités accrues pour le bruit relatif de puissance et pour le bruit de fréquence. Ce travail de thèse a pour objet la réalisation de ce système laser de haute-puissance et de haute-stabilité basée sur l'utilisation d'amplificateurs à fibre combinés de façon cohérente. Des amplificateurs à fibre disponibles dans le commerce sont caractérisés en termes de qualité de faisceau, de bruit de puissance, de bruit de fréquence, de stabilité de pointé du faisceau, et également en terme de stabilité à long terme sur quelques milliers d'heures. On implémente l'interférométrie de Mach-Zehnder pour la combinaison cohérente de faisceaux. Les techniques de caractérisation de faisceaux laser sont aussi développées en considérant leurs limites ultimes. Hormis un déficit de puissance optique, le système laser développé dans cette étude sur la base de la combinaison cohérente de Master Oscillator Fiber Power Amplifiers, remplit les conditions posées par Advanced Virgo
Virgo is a cavity-enhanced Michelson interferometer built for the direct detection of gravitational waves. The Advanced Virgo project consists of major upgrades to the Virgo gravitational wave detector for an order of magnitude improvement in differential strain sensitivity, one of which is the tenfold increase in injected laser power to 175 Watts. The use of fiber laser amplifiers and their coherent combination are foreseen to deliver the required high-power low-noise beam. In this thesis work, we review the laser requirements for gravitational wave detectors, introduce the design of the laser system for Advanced Virgo, and develop the means for laser characterization in accordance with the stringent noise specifications. We then present the results to date, notably the quasi-continuous long-term operation of two 40-Watt fiber laser amplifiers over thousands of hours and their coherent combination with Mach-Zehnder interferometry. Although the targeted power for Advanced Virgo is not yet attained, the developed system shows decent noise performance and is promising for further power-scaling efforts

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Georges, Thierry. "Contribution à l'étude de systèmes de transmission à solitons comportant des amplificateurs optiques à fibre /." Paris : École nationale supérieure des Télécommunications, 1995. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35793089f.

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Legrand, Anne. "Etude des amplificateurs paramétriques à fibre optique pour leur utilisation dans les systèmes de transmissions optiques haut débit multiplexées en longueur d'ondes." Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/da5f88b6-5557-4d4e-9780-8eebb1613012/blobholder:0/2005LIMO0031.pdf.

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Abstract:

Pour augmenter la quantité d'information transmise par les réseaux de télécommunications optiques, les équipementiers souhaitent étendre la bande spectrale utilisée. Ceci nécessite de nouveaux amplificateurs optiques. Les amplificateurs paramétriques à fibre optique présentent l'avantage de produire une large bande de gain. Au cours de cette thèse, leurs conditions de fonctionnement ont été étudiées afin de vérifier leur adéquation aux systèmes de transmission optique. Cette étude a montré qu'un amplificateur paramétrique peut produire une bande de gain répondant aux exigences des transmissions multiplexées en longueur d'onde. De plus, un facteur de bruit de 4 dB a été mesuré électriquement. Par contre, une attention particulière doit être portée au dispositif de pompage optique. Ce travail a permis de mieux définir ses caractéristiques essentielles pour résister à l'effet néfaste de la diffusion Brillouin et assurer une amplification faible bruit et sans distorsion des canaux
To increase the quantity of information transmitted in optical telecommunications networks, equipment suppliers wish to extend the spectral band, which requires new optical amplifiers. Fibre optical parametric amplifiers can provide a broadband gain. During this thesis work, the operating conditions have been studied so as to check their adequacy with the constraints of optical transmission systems. This study showed that a parametric amplifier could produce a band of gain that fulfils the requirements of wavelength-multiplexed transmissions. However interactions between channels should be further studied. Besides, cautious attention must be paid to the optical pumping device. This work aimed in better defining its essential characteristics to resist the harmful effect of the Brillouin diffusion and to ensure low noise amplification without distortions of the channels

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Dauliat, Romain. "Advanced microstructured bers design for a robust singlemode high power laser operation." Limoges, 2013. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/a5fd0c92-b555-4d68-a28a-3c6cf3fe34eb/blobholder:0/2013LIMO4015.pdf.

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Abstract:

The development of tailored micro-structured optical fibers has known a real infatuation during the last two decades allowing an outstanding management of optical properties. In particular, this approach was beneficial to the emission of a robust singlemode beam from large mode area fibers whose the core size exceeds 40 μm. This ability has made fiber lasers serious and competitive candidates for widespread applications such as micro-machining or surgery. In this purpose, several fiber structures have been devised (Large Pitch Fibers and Distributed Mode Filtering bers for instance), pushing further the performances of high-power fiber lasers and amplifiers. However, new detrimental phenomena impact their operation at high-power regime. Indeed, a degradation of the beam quality is noticed when the emitted power overcomes a certain threshold, because of the inherent capability of state-of-the-art fibers to sustain several guided modes into their core. In this context, I first investigated thoroughly the behavior of guided modes in state-ofthe- art ultra large-mode-area fibers and highlighted several milestones allowing to get an efficient selective amplication. Hence, I benefited from these statements to propose novel kinds of all-solid micro-structured fibers exhibiting an enhancement of the singlemode robustness. I demonstrated a record modal discrimination in a so-called Spiral LPF whose the inner cladding pattern is totally asymmetry. The first fabrications of these all-solid fibers are also reported, contributing to clearly define the prospect of this work as well as the fabrication hurdles
Le développement de fibres optiques micro-structurées spécifiques a connu un réel engouement au cours des 20 dernières années permettant un contrôle remarquable des propriétés optiques. En particulier, cette approche a été bénéfique à l'émission d'un faisceau monomode robuste à partir de fibres à large aire modale dont le diamètre de coeur excède 40 μm. Cette capacité a promu les lasers à fibres au rang de sérieux et compétitifs candidats pour des applications répandues telles que le micro-usinage ou la chirurgie. Dans ce but, de multiples structures de fibres ont été mise au point (Large Pitch Fibers et les "Distributed Mode Filtering fibers" par exemple), accroissant les performances des lasers et amplicateurs fibrés de fortes puissances. Cependant, de nouveaux phénomènes néfastes impactent leur fonctionnement dans ce régime. En effet, une dégradation de la qualité du faisceau est notable lorsque la puissance émise surpasse un certain seuil, en raison de la capacité inhérente des fibres de l'état de l'art à supporter plusieurs modes guidés dans leur coeur. Dans ce contexte, j'ai premièrement étudié attentivement le comportement des modes guidés dans les fibres à très large aire modale de l'état de l'art et mis en lumière plusieurs principes fondamentaux utiles à l'obtention d'une amplification sélective efficace. Ensuite, j'ai tiré bénéfice de ces constats pour proposer de nouveaux types de fibres microstructurées exhibant une amélioration de la robustesse de leur unimodalité. J'ai ainsi démontré une discrimination modale record dans une fibre appelé LPF Spirale dont le motif de la gaine interne est totalement asymétrique. Les premières fabrications de ces fibres toute solides sont également rapportées, contribuant à clairement définir les perspectives de ces travaux ainsi que les contraintes de fabrication

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Billet, C. "Génération de similaritons optiques dans des amplificateurs à fibres dopées erbium." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00373730.

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Abstract:

L'autosimilarité et l'évolution asymptotique intermédiaire sont des caractéristiques fondamentales de divers phénomènes physiques. Les recherches dans le domaine de l'optique ont mené à la prévision et à l'observation du similariton, nouvelle classe d'impulsions optiques ultracourtes présentant un profil d'intensité parabolique et développé par celles-ci au cours de leur propagation dans un amplificateur fibré à dispersion normale. Au delà de leur intérêt scientifique, les similaritons optiques sont d'une importance pratique primordiale du fait que leur profil peut être maintenu sans distorsion dans toute fibre à dispersion normale active ou passive et parce qu'ils possèdent un chirp strictement linéaire facilitant leur compression. Ce mémoire s'attache à mettre en évidence les possibilités d'obtention de ce profil dans un amplificateur à fibre dopée erbium. Les impulsions expérimentales caractérisées à l'aide d'un dispositif FROG présentent un profil d'intensité ainsi qu'une dérive fréquentielle en accord avec les résultats issus d'un modèle numérique. Nous avons aussi été en mesure d'étudier la formation des ailes du similariton durant son régime asymptotique intermédiaire. Une application typique des similaritons consiste dans le développement de sources impulsionnelles ultracourtes; expérimentalement nous avons développé un dispositif femtoseconde totalement fibré combinant un amplificateur à similaritons et une fibre à bandes interdites photoniques.

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DUPRE, FREDERIQUE. "Etude des effets de polarisation et de saturation dans les amplificateurs optiques à fibre dopée erbium." Rennes 1, 1997. http://www.theses.fr/1998REN10014.

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Abstract:

L'objectif de cette these est d'etudier les effets de polarisation et de saturation dans les amplificateurs a fibre dopee erbium (afde). Apres une presentation generale de l'afde, nous introduisons la notion d'etats de polarisation ainsi que les differents outils mathematiques permettant de representer la polarisation de la lumiere. Dans la seconde partie de ce travail, nous etudions les phenomenes qui modifient l'etat de polarisation du signal : la birefringence et la dispersion modale de polarisation (pmd). Apres une comparaison des differentes techniques de mesure de pmd, nous presentons un ensemble de resultats de mesure sur des amplificateurs et sur les composants qui les constituent. Nous montrons que les isolateurs sont responsables d'une part importante de la pmd des amplificateurs. Dans la derniere partie, nous avons regroupe les deux effets lies a la saturation et affectant le gain d'un amplificateur : d'un cote les effet dus a la polarisation et de l'autre les effets dus a la longueur d'onde. Ils sont mis en evidence sur le meme banc de mesure permettant de faire varier soit la polarisation de la lumiere, soit sa longueur d'onde. L'etude de la saturation spectralement selective du gain nous a permis d'evaluer l'erreur faite sur la determination du gain lorsqu'une seule source remplace un peigne de longueurs d'onde.

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Semenkoff, Mathilde. "Contribution à l'étude des amplificateurs optiques à fibre pour les systèmes de transmission multi-longueurs d'onde." Saint-Etienne, 1995. http://www.theses.fr/1995STET4003.

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Abstract:

Cette thèse concerne l'étude des amplificateurs optiques à fibre dopée pour les systèmes de transmission sur longue distance utilisant la technique du multiplexage en longueur d'onde. Une telle application présente des exigences sévères sur la réponse des amplificateurs : tous les canaux doivent être amplifiés approximativement du même facteur et conserver le même rapport signal-a-bruit s/b en sortie de l'amplificateur. Une première partie de ce travail a concerné l'étude du problème technologique majeur des amplificateurs à fibre en verre fluoré à savoir celui de la connexion entre fibre en verre fluoré et fibre en silice. Une technique d'épissure par collage assurant des pertes d'insertion inferieures à 0. 1 dB et un taux de réflexion inférieur à -80 dB a été mise au point. Il a dès lors été possible d'exploiter la grande efficacité des nouvelles générations de fibre en verre fluoré, la puissance de pompe injectée n'étant plus limitée par les pertes et les réflexions aux extrémités de la fibre dopée. Le deuxième point fort de ce travail a été de mettre au point une nouvelle structure d'amplificateur à fibre pour les liaisons sur longue distance ou plusieurs amplificateurs doivent être mis en série. Un nouvel amplificateur dénommé amplificateur hybride a été construit à partir de fibre en silice dopée et de fibre en verre fluoré dopé. Ceci a été rendu possible grâce à la nouvelle technique d'épissure. Cet amplificateur assure une faible différence de gain (<1dB) et de rapport s/b entre les canaux d'un multiplex amplifié pour un fonctionnement en régime de faible saturation. Il permet d'atténuer la dépression du spectre de gain autour de 1548 nm, dépression inhérente au verre fluoré. Le comportement spectral de cet amplificateur a été évalué par son insertion dans une boucle à recirculation. De faibles disparités en puissance et en rapport s/b entre des canaux multiplexes ont été mesurées après dix amplificateurs identiques en série. Ceci correspond à un bilan de liaison élevé (150-250 dB). Ainsi la transmission d'un multiplex optique étendu (24 nm minimum) serait possible à un débit de 2. 5 Gbit/s minimum par canal. L'amplificateur hybride a également permis des expérimentations de liaison déployée à très haut débit (10, 40, 100 Gbit/s) où il était associé à des amplificateurs en verre fluoré

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Roy, Fabien. "L'amplificateur à fibre dopée Thulium : un dispositif prometteur pour l'ampli[fi]cation d'une nouvelle bande [spectrale] de canaux mul[t]iplexés en longueur d'onde dans les systèmes de transmission par fibre optique." Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2021.

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Abstract:

Pour faire face à l'accroissement de la quantité d'information circulant sur les réseaux de télécommunication, de nombreuses innovations techniques permettent de transmettre sur les fibres optiques jusqu'à plusieurs térabits par seconde. En particulier le multiplexage en longueur d'onde (WDM), qui consiste en la transmission simultanée dans la même fibre de plusieurs canaux à des longueurs d'onde différentes, en association avec l'amplificateur optique à fibre dopée Erbium (EDFA), qui réalise l'amplification de tous ces canaux, permettent d'atteindre de tels débits. Pour aller encore plus loin, l'ajout de canaux WDM situés dans une nouvelle plage spectrale ne pourra être possible que si un dispositif d'amplification optique est disponible pour ces nouvelles longueurs d'onde. Or l'amplificateur à fibre dopée Thulium (TDFA) fonctionne dans une région du spectre où les signaux transmis sur les fibres optiques sont faiblement atténués. Cependant, deux caractéristiques majeures doivent être perfectionnées pour l'utilisation de ce composant dans les systèmes WDM. D'une part, la principale fonction de cet amplificateur est d'atteindre des puissances de signal importantes grâce à la conversion de la puissance optique à une longueur d'onde de pompe en puissance signal. Il s'agit, par conséquent de maximiser le rendement de conversion de puissance du TDFA. D'autre part, afin de profiter du minimum d'atténuation de la fibre optique, il convient de pouvoir décaler la position de la bande de gain offerte par le TDFA. Ce mémoire présente les différentes étapes qui ont permis de concevoir des schémas de pompage originaux. A partir de pompages à une longueur d'onde unique, nous montrons que l'association de deux longueurs d'onde de pompe judicieusement choisies permet un accroissement significatif du rendement ainsi que le décalage de la bande de gain. Ces pompages à deux longueurs d'onde ont permis d'atteindre des rendements records, dépassant 50%, tout en décalant la position de la bande d'amplification. Avec des performances comparables à ceux obtenus avec des EDFAs, l'amplificateur à fibre dopée Thulium est maintenant prêt pour les systèmes de télécommunications du futur.

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Morasse, Bertrand. "Amplificateur à fibre double gaine codopée à l'erbium et l'ytterbium : modélisation et vérification expérimentale." Thesis, Université Laval, 2006. http://www.theses.ulaval.ca/2006/23732/23732.pdf.

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Abstract:

Le présent projet de recherche porte sur l’étude d’un amplificateur à fibre à double gaine codopée à l’erbium et l’ytterbium de haute puissance. Le but premier du projet est de concevoir un outil de simulation capable de prédire adéquatement les performances expérimentales de tels amplificateurs en régime continu. Tout d’abord, un outil de simulation permettant de modéliser l’amplification de la lumière dans une fibre optique est développé et implémenté numériquement avec le langage de programmation C++. Ce modèle est conçu de façon générale et s’applique à tout type d’amplificateur et de laser à fibre où la structure énergétique du dopant est connue. Ensuite, la caractérisation expérimentale complète d’une fibre optique dopée est effectuée. Ces mesures sont nécessaires pour déterminer les paramètres d’entrée des simulations. Des mesures expérimentales sont également effectuées pour caractériser les performances d'un amplificateur et de lasers à fibre erbium/ytterbium. Dans la dernière partie du travail, nous comparons l’outil de simulation aux mesures expérimentales d’amplification. Avant de considérer une fibre codopée à l’erbium et l’ytterbium, nous avons préalablement validé notre modèle avec la littérature et avec le cas simple d’un laser à fibre à double gaine dopée seulement à l’ytterbium. Notre modèle a ensuite été développé précisément pour le système erbium/ytterbium suivant une structure énergétique simple éliminant le nombre de paramètres à corréler. Ensuite, tel que justifié dans notre mémoire, nous avons ajusté le taux de transfert entre l’ytterbium et l’erbium pour obtenir une excellente corrélation entre les simulations et les résultats expérimentaux d’amplificateur erbium/ytterbium de haute puissance. Nous avons constaté que la section efficace d’émission de l’ytterbium prédite par la relation de McCumber est largement surestimée dans l’erbium/ytterbium. Nous avons aussi vérifié que notre modèle ainsi ajusté permet de prédire adéquatement les performances d’amplificateurs erbium/ytterbium dans des configurations variées.
The main purpose of this project is to predict the behaviour of a high power double cladding erbium/ytterbium fibre amplifier in continuous wave operation using a simulation tool. A software simulating the amplification of light in a doped optical fibre has been developed and implemented numerically using the C++ computer language. This general model is suitable for any amplifier or laser scheme with a given active ion. The doped fibres used in the project have been characterized experimentally to determine the input parameters for the simulation. Experiments have also been conducted to measure the performance of such doped fibres in laser and amplifier configurations. We subsequently focus on comparing experiments and simulations. We first validate our software with results from scientific papers and with experimental data for the simple case of an ytterbium doped fibre laser. A simulation model is then developed for an erbium/ytterbium system using a simple energy level scheme reducing the number of parameters to adjust. The transfer rate between ytterbium and erbium atoms is fitted using experiments, which results in an excellent agreement between simulations and experiments. The resulting simulation software is then able to predict experimentally the performance of a high power double clad erbium/ytterbium amplifier in different configuration schemes. A new fact arises from our investigation: the emission cross-section of ytterbium in an erbium/ytterbium codoped fibre happens to be much smaller than that predicted by the McCumber theory.

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Brilland, Laurent. "Étude et réalisation de réseaux de Bragg inscrits dans une fibre optique monomode pour une fonction d'égalisation du gain des amplificateurs à fibre dopée." Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2000/50376-2000-504.pdf.

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Abstract:

Le sujet du mémoire s'inscrit dans le domaine des télécommunications par fibres optiques. Il porte sur l'étude et la réalisation de réseaux de Bragg en tant que filtres égalisateurs de la bande de gain des amplificateurs à fibre dopée à l'erbium. Dans la technique de multiplexage en longueur d'onde (wdm), l'uniformisation du gain des amplificateurs garantit un rapport signal à bruit optimal de l'ensemble des signaux portés par différentes porteuses. Le taux d'erreurs binaires s'en trouve alors amelioré, ce qui permet d'augmenter la distance de propagation des signaux. La solution que nous avons adoptée pour aplanir le gain des amplificateurs consiste à réaliser des filtres égalisateurs de gain à base de réseaux de Bragg. Nous présentons d'abord les modèles théoriques aboutissant à la présentation de leurs réponses spectrales. En raison de leurs caractéristiques spectrales, deux types de réseaux de Bragg se distinguent : les réseaux à pas longs et les réseaux à traits inclinés
Un effort de modélisation nous a conduit à réaliser des fibres à structures d'indice particulières dans lesquelles nous avons inscrit des réseaux à pas longs mieux adaptés à la fonction d'égalisation. Les deux techniques d'inscription (photoinscription et déformation locale) sont analysées. Nous présentons un travail théorique et expérimental sur les caractéristiques spectrales des réseaux à traits inclinés photoinscrits dans une fibre à gaine photosensible. La stabilisation thermique de ces composants par un dispositif passif a été également effectuée. Une courbe de gain d'amplificateur à fibre dopée à l'erbium rendu uniforme par des réseaux à traits inclinés est présentée

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Wang, Xiuli. "Étude du comportement du gain dynamique des amplificateurs à fibre dopée à l'erbium dans les systèmes CDMA." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0012/MQ33778.pdf.

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Maury, Julien. "Etude et caractérisation d'une fibre optique amplificatrice et compensatrice de dispersion chromatique." Limoges, 2003. http://www.theses.fr/2003LIMO0043.

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Abstract:

Dès les premières expériences de transgénèse, la perspective d'utiliser la glande mammaire comme bio-réacteur pour la production de protéines d'intérêt pharmaceutique mais aussi pour modifier la composition du lait à des fins nutritionnelles et/ou technologiques, a été envisagée. Elle s'appuie sur l'utilisation des séquences promotrices des gènes spécifiant les protéines majeures du lait. Malgré de nombreuses études, la mise au point d'un vecteur efficient pour l'expression ciblée, sans " effet de position ", de gènes dans la glande mammaire n'a toujours pas abouti. Plusieurs promoteurs du gène de l'a-lactalbumine, un des gènes spécifiant les protéines majeures du lait, utilisés en transgénèse ont conduit à des expressions dépendantes du site d'intégration. L'utilisation récente de grands fragments d'ADN (BACs et YACs) a permis de s'affranchir de cet " effet de position ". Cela a été le cas pour le vecteur développé au laboratoire, qui correspond à l'insert d'un BAC caprin de 160 kb contenant le gène de l'a-lactalbumine (BAC 41), suggérant la présence d'éléments cis-régulateurs dominants. Mon sujet de thèse visait à analyser plus finement cet insert. Des expériences de transgénèse utilisant un BAC raccourci dérivé (BAC 6) nous ont permis d'effectuer une primo-localisation de ces éléments en amont de ce BAC. Dans cette région deux loci ont été identifiés : celui de la cycline T1 et FLJ20436. La caractérisation fonctionnelle de ces deux loci nous a permis de montrer que ces gènes sont actifs au sein du BAC 41 et disposent d'un mode d'expression de type ubiquiste. De façon inattendue, l'utilisation du promoteur de la cycline T1 en transgénèse a conduit à une expression certes ubiquiste mais abondante dans la lignée germinale mâle. Le gène FLJ20436 présente quant à lui un épissage complexe, conservé au cours de l'évolution. Ces études nous ont amenés à suspecter la présence de deux domaines chromatiniens putatifs séparant ces gènes à expression ubiquiste de celui de l'a-lactalbumine. L'analyse structurale de ces loci a permis de dresser une carte précise du BAC 41 et de délimiter une région frontière séparant les deux domaines chromatiniens putatifs. Une recherche en son sein d'éléments cis-régulateurs dominants a été initiée. L'identification et l'association de tels éléments au promoteur du gène de l'a-lactalbumine devraient contribuer à la mise au point de vecteurs d'expression efficients pour la transgénèse mammaire
Since the beginning of transgenesis, the use of the mammary gland as a bio-reactor to produce pharmaceutical proteins or to modify the technological and/or nutritional properties of the milk was suggested. It was based on the use of the major milk protein genes regulatory sequences. Despite numerous studies, the creation of a vector for an efficient and specific expression of genes in the mammary gland without "position effect" has not been achieved. Several promoters of a-lactalbumin gene, a major milk protein-encoding gene, have been used but resulted in integration site dependant expressions. The recent use of large genomic fragment (BACs or YACs) has allowed to avoid this "position effect". This has been observed with a vector that was developed in our laboratory that consists of a 160 kb goat BAC insert (BAC 41) encompassing the a-lactalbumin gene, suggesting the occurrence of dominant cis-regulatory elements. The aim of this thesis was to further analyse this insert. Transgenic experiments using a derived shorter BAC of 60 kb allowed us to localise these regulatory elements in a 5' distal region of the a-lactalbumin locus. In this region two loci were identified: the cyclin T1 and FLJ20436. Characterisation of these genes revealed that they were functional within the BAC 41 and ubiquitously expressed. Surprisingly, the use of the cyclin T1 promoter in transgenics resulted in an ubiquitous expression unexpectedly high only in male germ cells. FLJ20436 pre-mRNA has a very complex splicing pattern that is conserved during evolution. These observations led us to suspect the occurrence of two chromatin domains separating these ubiquitously expressed genes from the a-lactalbumin one. Structural analysis of these genes has allowed to define a precise restriction map of the BAC 41 and to precise the location of the potential border region within the two chromatin domains. Search for cis-regulatory elements within this region was initiated. There identification and association with the a-lactalbumin promoter should contribute to the creation of efficient mammary specific expression vectors.

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Lago, Laure. "Amplification fibrée de forte énergie pour les lasers de puissance." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10137/document.

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Abstract:

Ces travaux concernent le développement d’un amplificateur à fibre optique souple, microstructurée, double-gaine, dopée ytterbium (Yb), et monomode à large coeur, dans la gamme d’impulsion nanoseconde, multi-kiloHertz et milliJoule, pour l’injection de chaînes lasers de puissance. L’architecture amplificatrice est mise en oeuvre dans une configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) à plusieurs étages. Un modèle numérique de l’amplification sur fibre double-gaine dopée Yb, incluant l’émission spontanée amplifiée, a été développé pour étudier le comportement de ce type d’amplificateur fibré et procéder au dimensionnement du dispositif expérimental. Afin de s’affranchir du processus de saturation par le gain, un algorithme de contre-réaction permettant de déterminer numériquement la forme temporelle optimale a été associé au modèle. Nous avons obtenu des résultats expérimentaux en bon accord avec les simulations numériques, et avec les performances suivantes : une énergie de 0.5 mJ par impulsion à une fréquence de répétition dans la gamme de 1 kHz à 10 kHz, sur des impulsions à spectre étroit centré à la longueur d’onde 1053 nm, à profil temporel super-gaussien d’ordre 20 de durée 10 ns, avec un rapport signal-sur-bruit optique supérieur à 50 dB et un taux de maintien de la polarisation à 20 dB. Le profil spatial en sortie de système est monomode (M²=1.1). Ce dispositif peut également délivrer des énergies jusqu’à 1.5 mJ. Nous avons ensuite mis à profit ces performances pour l’amplification d’impulsions à dérive de fréquence, et avons obtenu une énergie par impulsion de 0.7 mJ sur une durée de 570 fs, à une fréquence de répétition de 10 kHz
This work concerns the development of a double-clad ytterbium-doped single-mode microstructured flexible fiber-based amplifier, in the nanosecond, multi-kiloHertz and milliJoule regime, for large-scale laser facilities seeding. We have used a multi-stage master oscillator power amplifier fibered architecture. A numerical model of ytterbium-doped double-clad fiber-based amplification, including amplified spontaneous emission, was developed in order to study the behaviour of such amplifier and to correctly design the experimental set-up. This model was completed by a feed-back algorithm to numerically predict the optimal temporal shape to compensate the gain saturation process. We demonstrated experimental results in good agreement with numerical simulations, with the following performances: 0.5 mJ pulse energy, at a frequency repetition from 1 kHz to 10 kHz, with a narrow bandwidth spectrum centred at 1053 nm wavelength, with 10 ns pulse duration on a perfect super-Gaussian temporal profile, an optical signal-to-noise ratio better than 50 dB and a polarization extinction ratio of 20 dB. We checked that the beam quality was diffraction limited, with an M² measurement of 1.1. Moreover, the system can deliver energies up to 1.5 mJ. Then, we took the advantage of such results to amplify chirped pulses. We demonstrated 0.7 mJ pulse energy, with 570 fs duration at 10 kHz repetition frequency

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Valicourt, Guilhem de. "Conception, fabrication et évaluation de modulateurs déportés pour les réseaux d'accès et radio sur fibre." Paris, Télécom ParisTech, 2011. https://pastel.hal.science/pastel-00677397.

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Abstract:

L’évolution des outils télécommunicationnels répond à une révolution des usages. Les réseaux d’accès et de type radio-sur-fibre doivent répondre à cette demande de l’utilisateur final. Dans cette perspective, l’utilisation du multiplexage en longueur d’onde est maintenant considérée dans le cas d’une augmentation du débit chez l’utilisateur. De nouveaux composants indépendants de la longueur d’onde sont donc nécessaires pour réduire les coûts de déploiement tout en apportant flexibilité et facilité de gestion de ce type de réseaux. Les modulateurs déportés (ou RSOA) sont une solution répondant à ces exigences mais ils doivent se plier à celles, nouvelles, des réseaux d’accès et des réseaux radio-sur-fibre. Cette thèse propose une étude détaillée des propriétés physiques de ces composants ainsi que de ces applications en tant qu’émetteur indépendant de la longueur d’onde dans plusieurs configurations réseaux. Les notions fondamentales nécessaires à la compréhension de ces travaux seront abordées ainsi que la conception et la fabrication de ces composants en salle blanche. Une analyse des performances statiques et dynamiques des composants en fonction de certains paramètres clefs tels que le confinement optique, la longueur de la zone active et la réflectivité des facettes est détaillée. La théorie, une modélisation et des mesures expérimentales seront utilisées pour la création de composants optimisés ayant des performances conformes à l’état de l’art. De nouvelles configurations de RSOA à deux électrodes seront proposées pour diverses utilisations original de ces composants. Finalement, une étude système viendra compléter notre analyse
Fibre-to-the premises (FTTP) is considered as the main solution in order to satisfy the demand for higher capacity networks. For next-generation access networks, upgradeability and high capacity could be obtained using Wavelength-Division Multiplexing in PON (WDM-PON). However, cost and compatibility with existing TDM-PON networks is still an important issue. If wavelengths are to be dynamically allocated, one to each RAU, colorless devices are needed in order to minimize the deployment cost. Reflective Semiconductor Optical Amplifier (RSOA) devices can be used as a low-cost solution due to their wide optical bandwidth. In this study, RSOAs are optimized for WDM PON and R-o-F access technology. The design, fabrication and system evaluation are presented. This study oscillates between a theoretical approach, a modeling of the physical mechanisms as well as experimental measurements. 2-section RSOAs are also investigated. Finally, the envisaged architectures of access and RoF networks based on optimized RSOA are evaluated

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Bordais, Sylvain. "Etude des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium." Phd thesis, Université Rennes 1, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002890.

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Abstract:

Cette thèse présente les travaux effectués pour développer et optimiser des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium. Le premier chapitre traite de la caractérisation passive de la fibre. Nous donnons les caractéristiques spectroscopiques de l'ion Ytterbium dans une matrice de silice. Nous présentons ensuite les moyens et résultats de caractérisation des fibres utilisées. Nous discutons ensuite certaines spécificités associées aux fibres double gaine, comme le mélange de mode. Enfin, nous faisons l'étude comparative des principales techniques d'injection de la pompe. Le second chapitre traite des amplificateurs. Nous présentons le modèle numérique de l'amplificateur dans le cas d'un régime de pompage continu et d'amplification de signaux continus. Puis, nous donnons les résultats expérimentaux permettant de le valider. Nous étudions, ensuite, l'influence des paramètres intrinsèques et extrinsèques à la fibre. Nous mettons l'accent sur les effets limitatifs du Brillouin généré. Enfin, nous présentons les paramètres permettant d'optimiser le fonctionnement des amplificateurs dans une structure simple et double étage. Le troisième chapitre traite des lasers. Nous commençons par étendre le modèle développé au cas du laser à gain homogène. Nous validons, tout d'abord, le modèle avec les résultats issus d'un laser en cavité Fabry-Pérot de 1 W, puis, nous optimisons ses paramètres. Nous présentons, ensuite, le laser multimode à 1083 nm pour le pompage optique de l'hélium. Nous étudions l'effet de divers paramètres sur la largeur d'enveloppe mesurée, et confrontons les résultats au modèle numérique. Nous abordons l'étude des instabilités observées et l'analyse de leurs origines. Nous continuons par présenter les résultats théoriques et expérimentaux d'un laser en anneau. Enfin, nous étudions un laser pour le pompage d'un résonateur Raman.

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Bordais, Sylvain. "Etude des amplificateurs et lasers 1 um de forte puissance à base de fibre double gaine dopée ytterbium." Rennes 1, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002890.

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Abstract:

Cette thèse présente les travaux effectués pour développer et optimiser des amplificateurs et lasers 1 æm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium. Nous commençons par étudier les propriétés spectroscopiques de l'ion Ytterbium puis les moyens et résultats de caractérisation des fibres. Nous discutons de certaines spécificités associées aux fibres double gaine, comme le mélange de mode. Enfin, nous faisons l'étude comparative des principales techniques d'injection de la pompe. Nous présentons ensuite le modèle numérique de l'amplificateur. Nous donnons les résultats expérimentaux permettant de le valider et étudions, l'influence des paramètres intrinsèques et extrinsèques à la fibre dans le cas de structures à simple et double étage. Nous mettons l'accent sur les effets limitatifs du Brillouin généré. Nous étendons ensuite le modèle développé au cas du laser à gain homogène. Nous étudions plus en détail le laser multimode à 1083 nm pour le pompage optique de l'hélium. Nous étudions l'effet de divers paramètres sur la largeur d'enveloppe mesurée. Nous abordons, enfin, l'étude des instabilités observées et l'analyse de leurs origines.

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Gagné-Godbout, Léonard. "Modélisation, fabrication et caractérisation d'un amplificateur à fibre optique à sept cœurs dopés à l'erbium." Master's thesis, Université Laval, 2014. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25152.

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Abstract:

Les fibres à cœurs multiples sont une avenue intéressante pour répondre à la demande croissante des taux de transferts de données via la fibre optique. Pour que cette approche soit réalisable, plusieurs composants multicœurs seront nécessaires dont des amplificateurs pour permettre la transmission sur de longues distances. Le but de ce mémoire est de concevoir, fabriquer et tester un amplificateur à cœurs multiples dopés à l’erbium (MC-EDFA). D’abord, la théorie de base reliée à l’opération des amplificateurs à fibre dopées à l’erbium (EDFA) sera présentée et expliquée. Avec ces notions théoriques, un outil de simulation permettant de simuler les performances d’un EDFA a été développé et implémenté dans MATLAB. Pour établir un protocole expérimental et se familiariser avec les fibres dopées à l’erbium, un amplificateur standard à un seul cœur, dont les paramètres ont été définis à l’aide du simulateur, a été fabriqué avant de procéder à la fabrication de l’amplificateur à cœurs multiples. Une caractérisation complète de cet amplificateur a été faite. Les résultats de cette caractérisation seront présentés et comparés à des simulations pour valider du même coup l’outil de simulation. Le mémoire se poursuivra par la présentation du design et de la fabrication d’un MC-EDFA à sept cœurs. Les paramètres des cœurs sont les mêmes que ceux de l’EDFA caractérisé auparavant. Donc, la caractérisation de l’EDFA aura aussi servi à définir les paramètres des cœurs du MC-EDFA. L’approche utilisée pour multiplexer les signaux dans la fibre, qui a été un obstacle majeur à la prise de données expérimentales, sera ensuite présentée. Pour finir, les mesures expérimentales prises sur les sept cœurs seront présentées pour évaluer les performances du MC-EDFA. Bien que le MC-EDFA possède une double gaine permettant d’injecter la pompe dans la gaine interne, toutes les données expérimentales ont été prises avec la pompe injectée directement dans chaque cœur. Des difficultés techniques, qui seront expliquées dans le dernier chapitre, ont rendu impossible la prise de mesures avec un schéma de pompage dans la gaine.

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Tison, Guillaume. "Étude, réalisation et applications d’une chaîne amplificatrice laser compacte pour l’allumage de turbomoteurs." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14779/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l’étude et la réalisation d’une cellule d’allumage laser pour turbomoteurs. Une étude bibliographique nous a permis d’identiﬁer les caractéristiques nécessaires : des impulsions nanosecondes d’au moins 10mJ. La spéciﬁcité de l’application impose de nombreuses contraintes qui ont inﬂuencé le choix d’une architecture avec deux étages ampliﬁcateurs : un ampliﬁcateur ﬁbré suivi d’un ampliﬁcateur à base de ﬁbre cristalline. Nous avons développé un code permettant de simuler l’ampliﬁcation d’une impulsion nanoseconde dans ces milieux et ainsi déterminé les caractéristiques techniquesoptimales de chaque étage ampliﬁcateur. Ces résultats ont permis la réalisation d’une chaîne d’allumage et sa caractérisation. Une étude particulière del’ampliﬁcateur ﬁbré a permis de maîtriser l’apparition d’eﬀets non-linéaires limitants. Finalement, nous démontrons le potentiel de notre solution laserpar plusieurs campagnes d’allumage sur diﬀérents bancs moteurs
This work deals with the design and the construction of a laser ignitionsystem for turbine engines. A review of the dedicated literature allowed us toidentify the required characteristics : nanosecond pulses with at least 10 mJ ofenergy. Our speciﬁc application imposes numerous constraints which directlyinﬂuenced our choice of two ampliﬁer stages : a ﬁber ampliﬁer followed by acrystalline-ﬁber based ampliﬁer. We developped a simulation describing theampliﬁcation of nanosecond pulses through these two medias and thus de-termined the optimal technical characteristics of each ampliﬁer stage. Theseresults lead to the realization of an laser ignition system that we completelycharacterised. A speciﬁc study of the ﬁber ampliﬁer allowed us to understandand control the appearance of non-linear limiting phenomena. Eventually, wedemonstrate the capabilities of our solution by several laser-ignition ﬁeld stu-dies

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Olmedo, Herrero Elena. "Étude des effets non linéaires dans les lasers et amplificateurs de puissance à fibre double gaine dopée Er3+/Yb3+." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000743.

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Abstract:

Depuis quelques années, nous assistons à une augmentation soutenue de la demande en puissance des sources optiques. L'introduction des fibres à double gaine dopées Er3+/Yb3+ dans la conception des lasers et des amplificateurs a permis l'obtention de puissances très élevées, impossibles à imaginer quelques années auparavant. L'évolution de cette technologie, conçue en principe pour des systèmes télécom, permet d'envisager de nombreuses applications dans d'autres secteurs tels que le médical, la découpe laser, le marquage, le lidar, le perçage, le soudage, ou le traitement de surface, entre autres. Du fait des fortes puissances mises en jeu dans de tels composants, l'apparition des effets non linéaires devient incontournable. Les effets non linéaires sont à l'origine d'interférences ou de distorsions qui dégradent considérablement les signaux. La compréhension de ces effets devient donc indispensable dans l'optique de trouver des règles d'ingénierie aidant à les minimiser lors de la conception de nouveaux composants. Ce mémoire présente une contribution, à la fois théorique et expérimentale, à l'étude des effets non linéaires dans les lasers et amplificateurs de puissance à fibre double gaine dopée Er3+/Yb3+, portant plus particulièrement sur l'automodulation de phase et la diffusion Brillouin stimulée. L'automodulation de phase a été traitée dans le cas des impulsions d'une durée inférieure à 4 ps. Après une mise en évidence expérimentale, un outil de simulation a été créé à l'aide de l'équation de Schrödinger non linéaire avec gain. Afin d'obtenir des impulsions de puissance supérieure à celle imposée par l'automodulation de phase, un système d'amplification d'impulsions utilisant l'architecture CPA ('Chirped Pulse Amplification') a été mis en place, permettant l'obtention d'impulsions de 450 fs avec une puissance crête supérieure à 35 kW. Dans le cas des impulsions larges -d'une durée supérieure à 10 ns-, la puissance maximum de sortie est limitée par un autre effet: la diffusion Brillouin stimulée. Cet effet a également été mis en évidence de façon expérimentale, puis modélisé à l'aide d'un système de cinq équations couplées. Comme dans le cas de l'automodulation de phase, un outil de simulation a aussi été créé. D'autres effets, tels que la diffusion Raman stimulée ou l'amplification paramétrique ont également été étudiés de façon expérimentale.

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Sperber, Tom. "Control of light in a disordered medium with gain : wavefront-shaping the pump in fiber amplifiers and fiber lasers." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS366.

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Abstract:

L'émergence récente des techniques de façonnage spatial a démontré la possibilité de contrôler la propagation de la lumière à travers des milieux désordonnés, telles que des fibres multimodes. Le cas particulier d'une fibre multimode à gain présente une complexité supplémentaire, car la pompe, elle-même multimode, peut agir sur le signal dans des profils d'amplification spatialement complexes. Le gain hétérogène résultant est donc équivalent à un processus de diffusion non unitaire. Ces systèmes peuvent trouver leur applications plusieurs domaines, notamment les communications optiques, les lasers à fibre de haute puissance, et les lasers aléatoires. Dans ce travail, nous considérons une fibre multimode dopée par un élément de terre rare et pompée par une pompe cohérent dont le faisceau passe par un schéma de mise en forme de front d’onde. Cette architecture nous permet de configurer la composition modale de l’excitation dans la fibre. Nous explorons la possibilité d'exploiter les degrés de liberté ainsi offerts dans le pompage pour contrôler le signal en sortie. Un modèle théorique et son implémentation numérique permettent de quantifier les degrés de contrôle réalisable, tout en révélant les mécanismes fondamentaux qui les limitent. Dans une configuration d’amplificateur, les expériences ont permis de valider les prédictions du modèle en montrant un effet significatif du façonnage de la pompe sur le speckle à la sortie de l’amplificateur. Dans une configuration de la cavité d'effet laser, les travaux expérimentaux ont démontré la capacité du schéma de modulation de favoriser les modes laser choisis
The recent advent of wavefront-shaping techniques has demonstrated the ability to control the propagation of light through a broad range of complex media, amongst them multimode fibers. The case of a multimode fiber which is also a gain medium presents increased complexity, since the pump beam, in itself multimode, may act upon the signal light in speckle-like spatial profiles of amplification. The resulting heterogeneous gain may be viewed as analogous to a non-unitary scattering process. Interest in the study of such systems has recently risen in several domains, such as optical communications, high-power fiber lasers, and random lasers. In this work, we consider a multimode fiber doped by a rare-earth element, and pumped by a coherent pump beam that passes through a wave-front shaping scheme, rendering the modal composition of the excitation within the fiber configurable. We explore the possibility of harnessing the degrees of freedom thus offered in the pumping, for controlling the output signal of such a gain system. A theoretical model and its implementation as a numerical solver serve to quantify the degree of achievable control, as well as providing insights into the fundamental mechanisms limiting it. In an amplifier configuration, the experimental work successfully validated the model’s predictions by showing a significant effect of the wave-front shaping of the pump upon the speckle at the amplifier’s output. In the lasing cavity configuration, the experimental work demonstrated the ability of the pump modulation scheme to influence the lasing emission, in particular to favor or suppress chosen lasing modes

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Olmedo, Herrero Elena. "Étude des effets non linéaires dans les lasers et amplificateurs de puissance à fibre double gaine dopée Er3+ - Yb3+ /." Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 2004. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb39901073m.

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Leproux, Philippe. "Conception et optimisation d'amplificateurs optiques de puissance à fibre double gaine dopées erbium." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0054.

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Abstract:

Dans le domaine des télécommunications par fibres optiques sur longues distances, l'association de l'amplification optique et du multiplexage en longueur d'onde permet d'augmenter le debit des transmissions. Dans de tels systemes, les amplificateurs à fibres dopées aux terres rares doivent pouvoir réamplifier la lumière, atténuée lors de sa propagation, sur une large bande spectrale contenant la totalité du multiplex. L'augmentation du nombre de canaux multiplexés impose l'accroissement de la puissance de sortie totale des amplificateurs. Une solution à ce problème est l'utilisation d'amplificateurs de puissance à fibres optiques double gaine, dans lesquelles la technique du pompage multimode par laa gaine permet de travailler avec des valeurs de puisances de pompe trés élevées. A travers une étude théorique et numérique des amplificateurs optiques à fibres double gaine dopées erbium, nous nous proposons d'optimiser les paramètres opto-géometriques des fibres mises en jeu. D'une part, l'influence de la géométrie de la gaine interne sur l'absorption de la pompe est étudiée, en faisant intervenir des notions issues de la théorie du chaos ondulatoire. Les meilleurs performances sont obtenues dans le cas d'une circulaire à deux troncatures non parallèles. D'autres part, la meilleure distribution transverse du dopant de terre rare est recherchée, afin d'améliorer le gain de l'amplificateur. Une répartition du dopant en forme d'anneau permet d'obtenir des performances interessantes en terme de gain large bande, attractives pour l'utilisation dans un système à multiplexage en longueur d'onde. Une étude expérimentale de l'absorption de la pompe dans les fibres optiques amplificatrices à double gaine est par ailleurs réalisée
Itn thne field of long haul fibre optics télécommunications, combining optical amplification and wavelength division multiplexing (WDM) allows to increase the rate of transmissions. In these systems, rare earth-doped fibre amplifiers must be able to reamplify the signal, attenuated during propagation along the link fibre, over a wide sprectral range containing the whole multiplex. Increasing the number of multiplexed channels requires the enhancement of amplifier toatl output power. A solution to this problem is to use power amplifiers with double clad fibres, in which the multimode cladding pumping allows to handle very high pump power values

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Demoustier, Sébastien. "Recombinaison cohérente de fibres laser." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112338.

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Kerrinckx, Brice. "Conception et réalisation de lasers de puissance à fibre à double gaine dans la gamme 900-1100 nm pour applications aux télécommunications." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0048.

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Abstract:

Ce mémoire de thèse porte sur la conception et la réalisation de lasers à fibre de puissance fonctionnant autour de la longueur d'onde de 1 µm. Nous présentons tout d'abord les méthodes de fabrication et de caractérisation des fibres à double gaine, éléments essentiels du laser de puissance. Un modèle analytique est ensuite développé pour rendre compte des effets des différentes interactions rayonnement-matière dans les fibres amplificatrices à double gaine. Ce modèle est basé sur la conservation du flux de photons. Il permet, grâce à l'adjonction d'un terme de source transverse, de rendre compte de l'évolution des principales caractéristiques des fibres amplificatrices à double gaine (ESA, puissance de pompe, inversion de population. . . ). Il est utilisé pour optimiser les paramètres des lasers envisagés et pour évaluer leurs performances potentielles. En particulier, l'inadaptation des fibres à double gaine pour l'amplification à 3 niveaux d'énergie est mise en évidence. Dans la partie consacrée aux expérimentation, nous décrivons d'abord un système original d'injection transverse de l'onde de pompe dans la gaine multimode de la fibre qui a permis d'atteindre des rendements de 80% tout en respectant les normes de qualification en vigueur. Nous étudions ensuite plusieurs solutions pour réaliser un laser à cavité photoinscrite, dopé ytterbium, fonctionnant en système à 3 niveaux pour émettre à 980 nm. Cependant, la concrétisation de ces projets se heurte à des limitations technologiques que nous identifions. Enfin, des lasers de puissance fonctionnant en système à quatre niveaux d'énergie et émettant plusieurs watts optiques sont fabriqués. Ces lasers sont utilisés comme source optique pour pomper des cavités Raman émettant dans la bande [1460 nm - 1480 nm]. La génération de raies Stokes (jusqu'au cinquième ordre) est assurée par plusieurs mètres de fibre optique à matrice germanosilicate.

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Caussanel, Matthieu. "Tenue au rayonnement de composants optoélectroniques destinés à l'environnement spatial : L'amplificateur optique à fibre dopée erbium." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20055.

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Bennaï, Baya. "Mise en phase de lasers à fibre : Étude de l'influence de la turbulence atmosphérique et de l'utilisation de fibres faiblement multimodes." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005847.

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Abstract:

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.

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Roy, Aude. "Architectures de sources lasers blanches à fibres optiques microstructurées actives." Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/4aaca4ba-e8fe-4494-9e83-92ff7575d558/blobholder:0/2008LIMO4035.pdf.

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Abstract:

Actuellement, les sources supercontinuum compactes et à bas coût, émettant dans le domaine du visible, associent une fibre microstructurée à un microlaser pulsé. Dans ces systèmes, la densité spectrale de puissance émise dépasse rarement la dizaine de µW/nm. Une solution à ce problème est d’exploiter l’amplification optique. Un nouveau de concept de fibre optique microstructurée non linéaire active à gaine d’air a été développé optimisant le guidage d’une pompe multimode dans la gaine interne tout en conservant un cœur assurant la création d’un élargissement spectral sous pompage nanoseconde à 1064 nm. Des architectures amplificateurs et lasers ont été développées à partir de la fibre optique fabriquée. Les résultats obtenus valident le principe proposé
Currently supercontinuum sources, which are compact, low-cost and emitting in the visible, combine microstructured fiber to a pulsed microlaser. In these systems, the spectral power density rarely exceeds ten μW/nm. A solution to this problem is to exploit the optical amplification. A new concept of nonlinear active air/silica microstructured optical fiber with an air cladding was developed optimizing the guidance of a multimode pump in the internal cladding while a core ensuring the creation of a spectral enlargement under 1064 nm nanoseconde pulsed pumping. A prototype of this optical fiber then was manufactured. Amplifiers and lasers architectures have been developed from the optical fiber. The results validate the proposed principle

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Ibrahim, Houmed. "Etude, réalisation d'amplificateurs optiques à fibre fluorée dopée à l'erbium et applications aux systèmes de transmission optique." Montpellier 2, 1993. http://www.theses.fr/1993MON20064.

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Abstract:

Le theme de cette these se situe dans le cadre des transmissions optiques. Les composants etudies et realises sont deux types d'amplificateurs a fibre fluoree dopee erbium, le premier operant dans la fenetre 1550 nm, le second fonctionnant dans l'infrarouge moyen autour de 2720 nm. Le premier fil conducteur de l'etude a ete l'optimisation des differents parametres optogeometriques de la fibre fluoree afin de maximiser le gain de l'amplificateur optique et d'accroitre le rendement de conversion de l'energie du pompage optique en gain net. Apres l'optimisation de la fibre amplificatrice a 1,5 m, les performances de cet amplificateur optique a fibre fluoree ont ete evaluees dans un systeme de transmission numerique haut debit puis dans un systeme de teledistribution analogique. Afin d'augmenter le gain de l'amplificateur optique a 2,7 m, le vidage du niveau 4i#1#3#/#2 par le biais d'une longueur d'onde de pompe adequate qui cree une absorption par etats excites, ou par le codopage de l'er#3#+ avec du praseodyme, a ete etudie. Autour de la longueur d'onde 1,5 m, l'optimisation des differentes caracteristiques de la fibre fluoree dopee er#3#+ a permis d'atteindre un gain petit signal de 31 db et avec une fibre fluoree de grande ouverture numerique un rendement de 3,4 db/mw a ete mesure. Deux methodes de mesure de bruit optique et electrique ont ete mises au point. Un module amplificateur optique a fibre fluoree a 1,5 m et a gain plat a ete realise. Les principales caracteristiques de l'amplificateur: gain petit signal, puissance de sortie, facteur de bruit sont analysees dans les trois schemas classiques post-amplification, amplification en ligne et preamplification. L'insertion de ce module amplificateur dans un systeme de transmission numerique a 5 gbit/s a permis d'accroitre la portee de la liaison point a point. Dans un systeme de teledistribution analogique a 1,5 m, l'interet du gain spectral plat de l'amplificateur a fibre fluoree a ete demontre

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Fournier, Philippe. "Etude et analyse du bruit d'un amplificateur optique à fibre dopée en relation avec le bruit du laser pompe à la longueur d'onde de 1,48 μm [micromètre]." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20097.

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Abstract:

Ce memoire presente l'analyse des resultats de mesures de bruit d'amplitude basse et moyenne frequences sur les amplificateurs optiques a fibre dopee (aofd). L'amplificateur optique etudie est a fibre dopee erbium et pompe a la longueur d'onde de 1,48 micrometre. Nous avons mis en uvre plusieurs methodes de caracterisation en bruit au moyen d'un analyseur fft avec et sans signal applique sur l'entree de l'aofd. Sans signal applique a l'entree de l'aofd, nous avons pu determiner l'influence du bruit du laser de pompe. Nous avons propose d'inserer un isolateur optique sur la voie de pompe et nous avons prouve son utilite par des mesures experimentales. La simulation du bruit blanc en sortie de l'aofd nous a permis de determiner le gain, le facteur d'emission spontanee et le facteur de bruit petits signaux. A partir des mesures en presence de signal d'entree, le gain et le facteur de bruit a ete calcule en introduisant de nouvelles relations simples. Nous avons pu conclure que notre approche electrique est une bonne alternative aux mesures optiques realisees avec un analyseur optique couteux et que contrairement a ce dernier, nos mesures ne sont pas limitees a fort signal

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Gueorguiev, Evguenii. "Conception et réalisation d'amplificateurs de forte puissance à base de fibre dopée Erbium et Erbium-Ytterbium double gaine fonctionnant en régimes continu et impulsionnel." Paris, ENST, 2009. http://www.theses.fr/2009ENST0068.

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Abstract:

La puissance moyenne des amplificateurs à fibre pour des applications dans les lignes de transmission des réseaux optiques ne cesse d’augmenter depuis les dernières années. D’autre part, les sources optiques à fibre dopée fonctionnant en régime d’impulsions ont connu récemment une évolution très rapide. De grands efforts de recherche ont été réalisés dans ce domaine afin d’utiliser ces sources pour des applications militaires, aérospatiales et médicales. L’introduction des fibres à double gaine dans la conception des amplificateurs optiques a permis l’obtention de puissances très élevées, impossibles à imaginer quelques années auparavant. L’objectif de mon travail était le développement et la réalisation d’amplificateurs WDM dans la bande–C en régime continu et des sources optiques fonctionnant en régime d’impulsions d’une durée de quelques nanosecondes à 1,55 µm à base de fibres double gaines. Au cours de ma thèse, j’ai été amené à travailler assez largement sur l’amplification à l’aide de fibres dopées dans divers régimes de fonctionnement. Je montre combien l’obtention d’une puissance importante peut être limitée par l’apparition d’effets indésirables. Mon étude a été ainsi très fortement guidée par l’objectif de résolution ou de minimisation des conséquences induites par l’apparition de ces effets, ou bien encore d’augmentation de leur niveau de seuil. Mon travail a donc permis le développement et la commercialisation d’une famille d’amplificateurs WDM et une famille de sources à forte brillance et de forte énergie à 1,55 µm. J’ai ainsi optimisé et réalisé ces produits à partir de composants disponibles commercialement
The average power of fiber amplifiers for applications in the transmission lines on optical networks is increasing in recent years. On the other hand, the sources based on doped optical fiber operating in pulse mode have recently experienced a dramatic development. Major research efforts have been made in this area in order to use these sources for military, aerospace and medical applications. The introduction of double clad fiber in the optical amplifier design has allowed obtaining very high power, impossible to imagine a few years ago. The purpose of my work was the development and implementation of WDM amplifiers in the C-band operating under continuous emission and optical sources operating in pulsed mode of a few nanoseconds at 1,55 µm based on double clad fibers. During my PhD, I was working fairly widely on optical amplification using doped fbers in various operating modes. I have showed that obtaining significant power may be limited by the occurence of side effects. My study has been so strongly guided by the goal of resolution or minimization of the consequences induced by the appearance of these effects and increases their threshold level. My work has allowed the development and commercialization of a family of WDM amplifiers and a family of sources with high brightness and high energy at 1,55 µm. I have thus optimized and built these devices from commercially available components

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Guiraud, Germain. "Développement de sources laser à fibres dopées ytterbium haute puissance, monofréquence et à bas bruit d'intensité." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0648.

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Abstract:

Les sources laser à fibre, haute puissance et de faible largeur spectrale sont de plus en plus utiles pour des applications à la fois industrielle et scientifique. Cependant, le développement de ces sources est limité par les seuils d’apparition d’effets non-linéaires tels que la Diffusion Brillouin Stimulée (DBS) du fait d’un fort confinement de la lumière dans le coeur de la fibre. Un premier amplificateur en régime monofréquence de puissance moyenne égale à 50W a été développé à partir d’une diode laser signal de 50 mW. L’étude du bruit d’intensité sur cet amplificateur a montré que l’utilisation de fibres standards (diamètre de coeur < à 20μm) jusqu’à 50W est limitée par l’apparition du phénomène de DBS se traduisant par une dégradation du bruit d’intensité. Pour s’affranchir de ces effets non-linéaires, une solution réside sur l’utilisation de fibres à large aire modale (LMA) dont les diamètres des coeurs est égale à plusieurs dizaines de microns. Les fibres LMA présentent un recouvrement [coeur dopé / onde de pompe] optimisé conduisant à une réduction de la longueur du milieu à gain. Par cette stratégie de la diminution du confinement spatial du faisceau avec une diminution de la longueur d’interaction, le seuil d’apparition des effets non-linéaires est repoussé. Mais paradoxalement, cette stratégie va induire une nouvelle limitation non-linéaire, non plus en termes de puissance crête mais de puissance moyenne. En effet, les coeurs multimodaux des fibres LMA, couplés à une charge thermique par unité de longueur forte (pour une puissance de moyenne de sortie équivalente) vont induire l’apparition d’effets non-linéaires en puissance moyenne : les Instabilités Modales (IM) et la Dégradation Modale de la Fibre (DMF). Ce sont donc les stratégies usuelles utilisées pour repousser les effets non-linéaires qui ont conduit à l’avènement de ces nouveaux effets délétères. Un système d’asservissement du bruit d’intensité efficace (suppression > 30 dB) sur une bande passante d’1MHz permet de supprimer le bruit en excès des diodes de pompe
High power, narrow linewidth fiber lasers are useful for both industrial and scientific applications. Nevertheless, nonlinear effects like Stimulated Brillouin Scattering (SBS) are main limitations of these laser sources due to high power in fiber core. A first amplifier in single-frequency operation with 50W of output power from a laser diode seeder of 50 mW was developed. Study of intensity noise on this amplifier developed with standard fiber (core diameter less than 20 μm) showed that SBS leads to a degradation of noise properties of the laser. The use of large mode area (LMA) fibers is a solution for suppressing nonlinear effects with core diameters bigger than several tens of microns. LMA fibers show an overlap between doped core and pump wave optimized leading to a reduction of gain medium length. This strategy permits to increase nonlinear effect threshold. Second step of high power amplifiers with LMA fibers allows to obtain 100W in single-frequency regime without DBS. LMA fiber used have a core diameter equals to 40μm. Power scaling from 100W to 200W highlights a new limiting non-linear effect: Fiber Modal Degradation (FMD). Indeed, multimodal cores of these fibers, coupled to high thermal load lead to non-linear effects like Modal Instabilities (IM) and FMD. FMD effect, first described by Ward et al in 2016, is a thermo-optic effect characterized by a beam quality degradation with power transfer from fundamental mode to high order modes. Furthermore, a decrease of output power, synonym of guidance loss of fundamental mode in gain medium is observed. Unlike well-known effect IM, this phenomenon doesn’t act like a threshold phenomenon. In fact, transitory regime in association with FMD is longer than IM caused by photodarkening dynamic. In our study, beam quality at the output of the fiber was degraded after several tens of hours at 200W. For understanding this effect, a photodarkening effect study both in continuous wave (CW) and pulsed regime was carried out. This study shows that for the first time a photodarkening and photobleaching equilibrium on high power amplifiers in pulsed regime. These thermo-induced effects threshold depends on thermal load and are different for both regimes: 120W for CW and 150W for pulsed regime. Finally, a study and a reduction of intensity noise based from a servo-loop were carried out on 100W amplifier. A 1MHz bandwidth with a 30 dB decrease of noise were demonstrated. These results allow to develop high power and low intensity noise lasers at industrial level”

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Cortès, Pierre-Yves. "Compensation de la dispersion chromatique et des effets non-linéaires par conjugaison de phase optique pour les systèmes de télécommunications par fibre à haut débit." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0036.

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Abstract:

Avec l'apparition des amplificateurs a fibres dopees erbium, le debit des transmissions a considerablement augmente. Cette augmentation est rendue possible si les effets de dispersion chromatique sont compenses. La conjugaison de phase est une des solutions qui permet de compenser cette dispersion. Dans cette these, nous avons etudie le systeme de conjugaison de phase comme solution pour compenser a la fois la dispersion chromatique et les effets non-lineaires lors de la propagation d'un signal dans les liaisons de transmissions terrestres et sous-marines. La conjugaison de phase est realisee par melange a quatre ondes soit dans une fibre a dispersion decalee soit dans un amplificateur a semiconducteurs. La premiere transmission a 10 gbit/s utilisant un module de conjugaison de phase independante de la polarisation du signal dans un amplificateur a semiconducteur a ete demontree. Un travail de simulation sur la conception d'un terminal contenant un systeme de conjugaison de phase est mene en fonction de l'espacement entre les amplificateurs, la dispersion des fibres et la longueur totale de la liaison. Enfin une analyse des instabilites de bandes laterales et une solution pour reduire ces effets sont ici etudiees. Des resultats de simulation sur des distances de 6 000 km et 8 000 km a 10 gbit/s sont donnes en fonction de l'espacement entre les amplificateurs

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Michel, Claire. "Chaos Ondulatoire en Optique Guidée : Amplificateur fibré double-gaine pour la génération de modes « scar »." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00431130.

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Abstract:

Le terme « chaos ondulatoire » désigne l'étude du comportement des ondes dans des sys- tèmes fermés dont la limite géométrique des rayons exhibe une dynamique chaotique. Cette dernière est révélée notamment par l'extrême instabilité de trajectoires que sont les orbites pé- riodiques. Comment les ondes se comportent-elles dans un système dont la limite géométrique suit une dynamique chaotique ? Dans certaines conditions particulières, elles peuvent figer le développement de la dynamique chaotique et concentrer leur énergie le long d'orbites pério- diques instables, donnant lieu à l'existence de modes singuliers, les « Scars », présentant des surintensités localisées le long de ces trajectoires. Le travail présenté dans cette thèse résulte d'une volonté de contrôler activement les modes d'un système chaotique, dans le but de faire émerger expérimentalement les modes scar. Nous introduisons un milieu à gain dans une fibre optique multimode à section transverse chaotique, système privilégié pour l'étude du chaos ondulatoire. La localisation spatiale de ce gain nous permet de contrôler l'émergence d'une fa- mille de « scars » en les amplifiant sélectivement. Nous présentons des simulations numériques validant le processus physique d'amplification, suivies d'une étude expérimentale démontrant l'amplification sélective de modes « scar » dans une fibre optique multimode.

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Bigot, Laurent. "Structure homogène et inhomogène de la transition 4I 13/2 ↔ 4I 15/2 de l'amplificateur à fibre dopée erbium dans des verres d'oxydes, de fluorures et de sulfures." Lyon 1, 2002. http://www.theses.fr/2002LYO10035.

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Abstract:

La fin des années 90 a été marquée par le développement des transmissions par fibres optiques. Pour les transmissions longues distances, l'amplificateur à fibre dopée erbium (EDFA) s'est imposé pour régénérer les signaux à 1. 55 æm. Bien que son utilisation se soit généralisée, un grand nombre d'aspects restent à approfondir, comme, par exemple, le lien existant entre la forme de la bande de gain de l'erbium et la structure du verre. Nous avons donc analysé cet aspect du problème en utilisant la spectroscopie de haute résolution. Ainsi, des études par spectroscopie de sélection de sites, affinement de raie résonante (RFLN) et spectroscopie de saturation (SHB) ont été menées sur cinq matrices vitreuses très différentes. Les expériences de RFLN nous ont permis d'analyser la position des niveaux d'énergie ou encore l'élargissement des transitions optiques en fonction de la composition du matériau. Nous avons mis en évidence de grosses différences de distribution de sites ou de champ cristallin entre les matériaux. L'étude de la largeur homogène nous a permis d'isoler les mécanismes responsables de l'élargissement des transitions optiques dans nos verres. Les résultats obtenus ont été reliés au fonctionnement de l'amplificateur et à des problèmes encore mal compris tels que la saturation locale du gain en régime d'amplification. Une étude plus fondamentale basée sur la spectroscopie de saturation a également été menée. Nous avons ainsi pu mettre en évidence l'existence du phénomène de hole burning spectral pour l'ion erbium dans le cas d'un verre de fluorures. La dépendance en température de la largeur homogène aux très basses températures a été analysée et reliée à la théorie des systèmes à deux niveaux (TLS). Une étude de la dynamique de formation du trou caractéristique du hole burning nous a permis de proposer une hypothèse quant au mécanisme à l'origine de la saturation

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KEMTCHOU, JASMINE. "Contribution a l'etude de la qualite et de la fiabilite des amplificateurs optiques a fibre dopee erbum : modelisation du gain et du bruit en fonction des contraintes climatiques." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112106.

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Abstract:

L'objet de cette etude est de modeliser le fonctionnement des amplificateurs optiques a fibre dopee erbium (afde) en fonction des contraintes liees a l'environnement climatique. Les notions de base de la spectroscopie des ions de terres-rares inseres dans une matrice vitreuse, necessaires pour la modelisation, sont rappelees dans la premiere partie de ce travail, qui decrit egalement le principe de fonctionnement et les applications des afde. La deuxieme partie presente les principaux modeles mathematiques decrivant le fonctionnement des amplificateurs optiques apparus depuis le debut des annees 90. L'objectif est de developper parmi ces modeles celui le plus adapte a notre etude, en y introduisant les effets lies aux contraintes climatiques. Les grandeurs fondamentales qui refletent la structure electronique de l'ion erbium insere dans sa matrice hote sont les sections efficaces d'absorption et d'emission. La troisieme partie decrit des methodes permettant de les mesurer en fonction des contraintes de temperature et d'humidite relative. Les valeurs obtenues permettent de determiner la loi de variation de ces sections efficaces avec la temperature et l'humidite relative, d'introduire cette loi dans le developpement mathematique du modele choisi, afin de modeliser dans la quatrieme partie le fonctionnement des afde en fonction des contraintes climatiques. Une validation experimentale du modele est effectuee. En outre, le comportement des afde est etudie et compare pour deux longueurs d'onde de pompage differentes, ainsi que pour plusieurs types de fibres dopees erbium. Enfin, la dependance en temperature des caracteristiques des amplificateurs a fibre dopee erbium pour une utilisation dans les systemes multicanaux est theoriquement analysee.

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Scarpignato, Gerardo Cristian. "Conception, fabrication et caractérisation d'un amplificateur de puissance à base de verres spéciaux pour les sources LIDAR." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT008.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de recherche est l'étude, la réalisation et la caractérisation d'un amplificateur de puissance à base de verres spéciaux devant être inséré dans un dispositif laser impulsionnel à cohérence élevée opérant a la longueur d'onde de 1550 nm en configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). Il aura pour fonction d'amplifier le signal provenant d'un laser source afin de pouvoir le propager sur des distances élevées sans pour autant dégrader ses caractéristiques spectrales ou sa cohérence. Le dispositif ainsi obtenu sera utilisé comme source laser pour des systèmes LIDAR compact pouvant soit être embarqués à bord d'avions ou de voitures; soit être utilisés dans des stations météorologiques ou des aéroports. Un tel projet représente une innovation majeure dans le domaine des capteurs laser fonctionnant en espace libre. Il s'agit en effet de réaliser des dispositifs compacts qui n'existent pour l'instant pas aussi bien de façon commerciale que des les laboratoires de recherche
The objective of the present research is the study, fabrication and characterization of a power amplifier based on special glasses to be implemented as an embedded module inside a pulsed laser device with high coherence working at 1550 nm wavelength. The optical amplifier represents the second module of a laser in configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). The device must amplify the signal proceeding from a seed laser and allow the propagation of the signal at high distances while maintaining the spectral characteristics of the high coherent source. The device obtained with this approach will be employed as a source for a monitoring LIDAR system, which will be installed in train monitoring portals. The results can be extended to other applications as well, such as aeroplanes, meteorological stations or airports. The current research work is intended to contribute to the fabrication of compact devices that seems not be still available even in laboratories
Lo scopo della presente ricerca `e lo studio, la realizzazione e la caratter-izzazione di un amplificatore di potenza a base di vetri speciali da utiliz-zare come modulo da implementare all’interno di un dispositivo laser adimpulsi ad elevata coerenza operante alla lunghezza d’onda di 1550 nm.L’amplificatore ottico rappresenta il secondo modulo di un laser in configu-razione MOPA (Master Oscillator Power Amplifier): esso ha la funzione diamplificare il segnale proveniente da un laser “seed” e permette di propa-gare il suo segnale ad elevate distanze, mantenendo tuttavia le caratteris-tiche spettrali di elevata coerenza della sorgente. Il dispositivo cos`ı ottenutosar`a utilizzato come sorgente per un sistema LIDAR di rilevazione a bordodi aerei, autoveicoli e stazioni meteorologiche o aeroporti. Questi sistemisembrano non essere ancora disponibili neanche a livello dei laboratori diricerca

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Riou, Fabienne. "Modélisation et caractérisation d'un amplificateur optique à semiconducteurs avec adaptateurs de mode." Saint-Etienne, 1994. http://www.theses.fr/1994STET4002.

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Abstract:

Ce mémoire traite de la conception et de la caractérisation d'un amplificateur optique à semiconducteurs dans lequel sont inclus des adaptateurs de mode. L'idée est ici de modifier la structure guidante afin de faciliter le couplage entre le mode guide de l'amplificateur et celui d'une fibre standard. Pour cela, le guide est affiné, dans ses parties terminales, au moyen de marches gravées. Ainsi, le mode guide est déconfiné, ce qui lui permet de s'élargir et d'être plus adapté au mode guide de la fibre. Dans un premier temps, un modèle décrivant la propagation du mode le long d'un guide plan présentant des marches abruptes a permis de définir une structure optimisée du point de vue des pertes induites par l'adaptateur de mode. Cette première étape a conduit à la spécification puis a la réalisation par A. A. R. D'un composant à ruban large démontrant la validité de l'idée. D'autre part, le modèle conçu a servi de référence pour la mise au point d'une analyse en mode propage (BPM) implantée dans le laboratoire, utilisant des techniques de différences finies. Puis, une structure à ruban étroit a été conçue à l'aide de cette dernière modélisation. Une fois réalisée, une caractérisation fine des dimensions modales a montré que l'élargissement du mode guide a bien été obtenu. Par ailleurs, la présence d'un rayonnement parasite le long de l'adaptateur a été mis en évidence et une modélisation utilisant ce rayonnement a conduit à l'interprétation des champs lointains mesurés. D'autre part, les pertes internes dues aux transitions ont été mesurées : ces pertes sont élevées du fait du nombre insuffisant de marches dans la zone active. Enfin, des caractérisations complémentaires prouvent que le composant présente des tolérances de positionnement assouplies, une relative insensibilité à la polarisation et une réflectivité résiduelle très faible

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Rigaud, Philippe. "Amplification fibrée multivoie avec décomposition spectrale pour la synthèse d’impulsions femtosecondes." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0051/document.

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Abstract:

Les impulsions femtosecondes (fs) sont employées pour réaliser des interactions lumière matière athermiques intéressant aussi bien les mondes industriel, médical que scientifique.Des lasers avec toujours plus de puissance crête (P c ) à des cadences toujours plus élevées sont requis. Les sources à fibre dopée ytterbium ont pour cela un potentiel important. Or, la durée des impulsions amplifiées demeure élevée (~ 300 fs) en raison du rétrécissement du spectre amplifié pour de forts niveaux de gain, limitant la valeur de P c accessible. L’amplification avec division spectrale à travers un réseau d’amplificateurs fibrés et la synthèse d’impulsions fs par recombinaison spectrale cohérente est proposée comme solution. Les composantes spectrales sont amplifiées séparément en parallèle avant d’être réassemblées en un seul faisceau. La gestion des relations de phase entre les rayonnements issus des voies assurent la reconstruction de l’impulsion après amplification. Différentes architectures sont considérées.Après avoir choisi et dimensionné l’une d’entre elles, nous avons réalisé l’amplification et la synthèse d’impulsions de 280 fs à travers 12 guides non couplés d’une fibre multicœur, sans étireur/compresseur. Nous avons mis en évidence le gain en puissance de cette architecture par rapport à un amplificateur monovoie, proportionnel au carré du nombre de voies mises enjeu. La compatibilité de ce montage avec l’amplification d’impulsions large bande (≈ 40 nm)a été prouvée. En perspective, les performances énergétiques accessibles et la transposition du schéma d’amplification aux oscillateurs en vue de produire des impulsions fs large bande à haute énergie sont discutées
Femtosecond pulses (fs) are used to produce no thermal light matter interactions which areinteresting for industrial, medical, or scientific activities. Lasers producing higher peak powerat a higher repetition rate are required. Ytterbium doped fiber sources are good candidates.However, pulse duration is still high (~ 300 fs) owing to spectral narrowing at high gainlevels. Peak power is also limited. Amplification in an array of amplifiers with spectralsplitting and fs pulse synthesis by coherent spectral combining is proposed as a solution.Spectral components are separately amplified before to coherently recombine the amplifieroutputs in a single beam. Phase management of the radiations from different amplifiers leadsto short pulse synthesis. Different setups are considered. After the choice and the gauging ofone of them, we amplified and synthesized 280 fs pulses through 12 uncoupled cores of amulticore fiber, without stretcher/compressor devices. We demonstrated the powerenhancement of this setup compared to a single amplifier, proportional to the square of thenumber of amplifier used. Compatibility of the setup with broadband amplification (≈ 40 nm)was demonstrated. In prospects, performance scaling in terms of peak power are in a first timedevelopped. The conception of an oscillator based of this amplification scheme to produce fsbroadband and energetic pulses is proposed in a second time

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Lefebvre, Kim. "Technique de réutilisation de longueur d'onde optique dans des applications RoF basée sur les RSOA pour des communications bidirectionnelles OOK et OFDM." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37718.

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Abstract:

Le présent mémoire vise le domaine des télécommunications optiques et de la radio sur fibre (RoF). Il a pour objectif de proposer une technique de réutilisation de longueur d’onde optique afin de transmettre un signal sans-fil 802.11a en amont et un signal numérique OOK en aval dans la même bande passante. Cette technique se base sur les amplificateurs à semiconducteur réfléchissant (RSOA). Ce composant permet l’effacement du signal numérique arrivant par la saturation de son amplificateur qui sera ensuite réutilisé comme modulateur de fréquence radio (RF) pour retourner un signal sans-fil 802.11a dans une bande pouvant chevaucher le signal effacé. Par l’entremise des articles qui sont publiés et relatés dans ce mémoire, une étude exhaustive de la technique de saturation du RSOA aux fins de re-modulation ainsi que des performances obtenues en laboratoire y est présentée. Trois formats de modulations QPSK, 16QAM et 64QAM y seront testés. L’évaluation des performances sera réalisée à l’aide des paramètres suivants : le taux d’erreur binaire (BER), le facteur de qualité (Q), la norme du vecteur d’erreur (EVM), la distance de propagation atteinte dans la fibre, la vitesse de transmission et l’indice de modulation (MI). Cette technique peut être utilisée pour un signal sans-fil 802.11a d’une antenne jusqu’à une centrale par fibre optique, et ce, jusqu’à 80 km avec un format de modulation QPSK. Il est également possible de transmettre du 64QAM jusqu’à 40 km tout en gardant une bonne performance en sens opposé. Il a été également possible de conclure expérimentalement qu’il est possible de multiplexer plusieurs signaux sans-fil sur 20 km dans la bande RF du RSOA en coexistence avec un signal numérique en sens opposé. Cela ouvre des portes sur de nouvelles recherches d’architectures où les coûts, la consommation de puissance et le traitement de signaux sont plus centralisés et à bas prix.

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Bello, Doua Ramatou. "Oscillateurs et ampli?cateurs à ?bres dopées aux ions Ytterbium et applications en optique non linéaire." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13782/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a eu pour but de développer des nouvelles sources lasers, oscillateurs et ampli?cateurs, construites autour des ?bres dopées aux ions ytterbium. Ces systèmes lasers génèrent des fortes puissances moyennes. L’oscillateur réalisé délivre des impulsions courtes (<10 ns) avec des énergies de l’ordre du milliJoule. Le système fonctionne à des cadences variables (10-100 kHz) avec un faisceau polarisé, monomode dont la largeur spectrale est inférieure à 0.1 nm. A?n d’avoir de plus fortes puissances crêtes et des impulsions courtes, deux types d’ampli?- cateurs ont été étudiés. Les résultats expérimentaux que nous avons obtenus sont en accord avec le modèle numérique développé. Le premier système ampli?e un microlaser émettant à 1064 nm dans une ?bre dopée ytterbium. Des puissances crêtes supérieures à 500 kW ont été obtenues avec des impulsions de l’ordre de la nanoseconde et une cadence comprise entre 1 kHz et 30 kHz. Le second ampli?cateur est construit autour d’un oscillateur à ?bre dopée ytterbium déclenché injecté dans une deuxième ?bre qui constitue l’ampli?cateur. L’originalité de ce système réside dans le cou- plage de deux cavités. Nous avons alors en sortie deux faisceaux cohérents, polarisés, monomode, indépendamment ajustables en énergie. En?n, nous avons utilisé les sources lasers développées, qui présentent des caractéristiques spec- trales, modales, énergétiques adéquats pour effectuer la conversion de fréquence. Des ef?cacités de l’ordre de 64 % et 38 % ont été atteintes respectivement en doublage et en triplage. Les faisceaux en sortie de ces systèmes possèdent des remarquables caractéristiques spatiales et temporelles
This work presents the development of oscillators and ampli?ers build around new ytterbium rod type ?ber. These ?ber systems generate high average power generation. The oscillator makes it possible to deliver well linearly polarized, almost TEM 00 mode, and millijoule-level nanosecond pulses at a tunable repetition rate (10-100 kHz). The spectral bandwidth was shown to be less than 0.1 nm. To achieve higher peak power and shorter pulses, two types of ampli?ers have been developed and characterized. The experimental results we obtain, do well agree with the numerical simulations we developped. The ?rst system ampli?es in a rod type ?ber the nanosecond pulses yielded by a microlaser working at 1064 nm wavelength injected . Its provides pulses with a high peak power system (500 kW). Its repetition rate was tuned from 1 kHz to 30 kHz. The second ampli?er was built using a Q-switched ytterbium doped ?ber oscillator injected in a second ?ber which acts as ampli?er. In this original system the two cavities are coupled. It delivers two nanosecond pulses that are coherent, polarized, almost TEM00 single mode beams and that can have independently tunable pulse energies. We have shown that these oscillators and ampli?ers can be easily doubled and tripled in fre- quency. Very high ef?ciency of about 64 % and 38 % have been achieved respectively at 2? and 3?. These outputs have been to have remarquable spatial and temporal characteristics

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Pérennec, André. "Synthèse et réalisations d'amplificateurs micro-ondes par la méthode des fréquences réelles." Brest, 1988. http://www.theses.fr/1988BRES2022.

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Abstract:

La premiere utilisee decrit la synthese d'amplificateurs large bande a un etage ou des circuits de contre reaction sont inclus. La deuxieme methode, dite des frequences reelles simplifiees, permet d'etendre la conception aux amplificateurs multietages. Deux amplificateurs a un et trois etages ont ete concus a l'aide du logiciel "freel" ( frequences reelles) dans la bande 6mhz-6ghz pour un dispositif de transmission numerique par filtre optique realises en technologie hybride et monolithique

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Prevost, Florian. "Combinaison cohérente dans une fibre multicœurs pour des applications LIDAR." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLO003/document.

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Abstract:

Les Lidars cohérents permettent de mesurer la vitesse du vent à grande distance, en se basant sur le décalage en fréquence Doppler induit par la réflexion des aérosols. Le Lidar vent est composé d'un système MOPFA (Master Oscillator Power Fiber Amplifier), contenant un oscillateur continu, un modulateur d'intensité, et un amplificateur fibré. L'objectif principal de cette thèse est la réalisation d'un MOPFA pulsé de forte puissance crête à sécurité oculaire, en utilisant une fibre multicoeurs dopée erbium. L'impulsion mono-fréquence dans les fibres est limitée par les effets non-linéaire du au confinement du faisceau dans le coeur. Les fibres multicoeurs peuvent être vues comme des fibres à larges coeur. L'impulsion à amplifier est divisée et injectée dans tous les coeurs de la fibre amplificatrice à l'aide d'un modulateur spatial de lumière (SLM). A la sortie, les impulsions amplifiées sont recombinées par un élément optique de diffraction (EOD). La combinaison cohérente en sortie requière un contrôle indépendant des phases à l'injection qui est asservit par un algorithme basé sur la puissance de l'ordre zéro de l'EOD. La puissance crête après combinaison est alors la somme des puissances crêtes atteintes dans chacun des coeurs
Coherent Lidars can measure wind speed at long distance, using the Doppler frequency shift induced by the movement of the back reflecting aerosols. Wind Lidars usually include a MOPFA (Master Oscillator Power Fiber Amplifier) made of a continuous oscillator, an intensity modulator and a fiber amplifier. The main objective of this thesis is the realization of an eye-safe, high peak power, pulsed MOPFA using an erbium-doped multicore fiber. Single frequency pulse amplification in fibers is limited by nonlinear effects due to tight beam confinement in the core. Multicore fibers can be seen as a very large core fiber, thus mitigating the nonlinear effects. The pulse to be amplified is divided and injected into all cores of the amplifying fiber using a spatial light modulator (SLM). The amplified output pulses are then recombined at the fiber output by a diffractive optical element (DOE). The coherent combination at fiber output requires independent control of phases at injection provided by a feedback loop based on the DOE zero order power. The peak power after combination is the sum of the peak powers reached in each of the cores

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Dissertations / Theses on the topic 'Amplificateurs à fibre'

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