Thèse : Combinaison spectrale cohérente d’impulsions femtoseconde (LasBio/ELSA)– Thèses et Post-Doc

1 mars 2010

Description du poste :

Le développement de sources laser de haute puissance à impulsions ultracourtes est d’une importance primordiale pour un nombre d’applications croissant, comme l’usinage femtoseconde, la chirurgie laser, la fabrication de cellules solaires, ou l’industrie de la photolithographie. Les fibres optiques dopées aux terres rares représentent un milieu amplificateur privilégié pour plusieurs raisons : grande résistance aux effets thermiques, caractère monomode du faisceau obtenu, souplesse et compacité du dispositif expérimental. Cette thèse propose l’étude d’un système de plusieurs amplificateurs à fibre, chacun dédié à l’amplification d’une bande spectrale donnée, pour amplifier des impulsions ultracourtes. La combinaison cohérente de chacun des faisceaux amplifiés permettra ainsi d’une part d’obtenir des impulsions d’une durée record pour ce type d’amplificateurs, et dans un deuxième temps de contrôler activement les propriétés spectrales des impulsions amplifiées.

En effet, l’une des principales limitations pour atteindre des durées d’impulsions inférieures à 100 fs à la sortie des amplificateurs à fibre est la bande de gain limitée de l’ion ytterbium dans la silice. L’état de l’art actuel pour les sources femtoseconde de haute énergie est d’environ 300 fs. Nous travaillons depuis plusieurs années sur des nouveaux régimes d’amplification permettant d’obtenir des impulsions plus courtes. Néanmoins, ces régimes sont limités en termes d’énergie de sortie par impulsions. Nous proposons donc de répartir l’amplification de chaque bande spectrale sur plusieurs amplificateurs afin de contourner le phénomène de rétrécissement spectral par le gain, et d’augmenter l’énergie totale par impulsion. Cette thèse consistera d’une part à étudier la propagation dans les amplificateurs à fibre, et d’autre part à réaliser le système de séparation et recombinaison des impulsions.

Le travail attendu comporte une large partie expérimentale. Il s’inscrit dans le cadre d’un projet de collaboration franco-allemande Carnot-Fraunhofer déposé à l’Agence Nationale de la Recherche sur les sources femtoseconde de forte puissance. Ce projet fédère trois équipes de laboratoires spécialisés dans chacun des domaines nécessaires à sa mise en œuvre : Le LCFIO (Palaiseau) pour l’expertise en lasers à fibre femtoseconde, XLIM (Limoges) spécialiste des systèmes de combinaison cohérente de plusieurs faisceaux, et le Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems pour la fabrication de la matrice de micro-miroirs utilisée pour réaliser la mise en phase cohérente.

Equipe | Service :

groupe Lasers & Biophotonique (LasBio) - équipe Lasers Solides et Applications

www.elsa-laser.u-psud.fr

Localisation :

Palaiseau

Profil recherché :

Master en Optique

Date de début :

1 octobre 2010

Durée :

3 ans

Financement :

Allocation de l'école doctorale Ondes et Matières (EDOM)

Contacts :

Marc Hanna (marc.hanna(at)institutoptique.fr)

Patrick Georges (patrick.georges(at)institutoptique.fr)

Nathalie Baudry
Gestionnaire Ressources Humaines
Tél 01 64 53 33 01
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