Les diodes laser constituent des sources incontournables dans de très nombreuses applications, que ce soit pour le grand public ou les hautes technologies. Cependant, dans le domaine du proche infrarouge, les puissances laser émises dans un faisceau de bonne qualité spatiale, proche de la limite de diffraction, sont proches aujourd'hui des limites technologiques. Augmenter la puissance laser sans dégrader la qualité spatiale - en d'autres termes, augmenter la luminance de la source - est donc le sujet de nombreuses recherches, et plusieurs solutions ont été proposées. L'approche que nous privilégions est la combinaison cohérente des émetteurs, dans une cavité externe passive, qui constitue une solution simple et élégante. De plus, le contrôle du spectre de l'émission est réalisable aisément dans ce type de configurations.

Dans le cadre du sujet de stage proposé, nous souhaitons évaluer plusieurs solutions de cavité externe passive, pour la combinaison cohérente de 49 émetteurs. La configuration classique exploitant l'effet d'auto-imagerie Talbot sera comparée à d'autres solutions plus originales. Nous utiliserons un modèle numérique de modes couplés pour prévoir le profil spatial du mode laser émis, et quantifier l'efficacité de couplage des différentes solutions envisagées. Nous chercherons à quantifier l'influence d'un déphasage aléatoire résiduel des émetteurs entre eux.

Expérimentalement, nous analyserons précisément les propriétés spatiales de l'émission de l'ensemble des émetteurs, de manière collective et les comparerons aux prédictions théoriques. La caractérisation fine de la cohérence spatiale de la source sera réalisée, car il s'agit d'un paramètre critique pour la qualité du processus de combinaison cohérente.

Ce sujet présente de manière équilibrée une composante expérimentale et une composante de modélisation numérique. Il s'inscrit dans une thématique de recherche sur laquelle nous collaborons avec plusieurs partenaires européens, et pour laquelle une demande de financement est en cours; ce sujet est susceptible de se prolonger par une thèse.

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Groupe Lasers, Laboratoire Charles Fabry de l'Institut d'Optique

Palaiseau

Niveau Master (M1/M2) ou Ingénieur, spécialité Optique & Lasers

Indemnité de stage

Gaëlle Lucas-Leclin (envoyer un courriel)