THESE : Amplification d’impulsions femtoseconde dans des fibres multicoeurs (Groupe LASERS)– Thèses et Post-Doc

8 février 2011

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. Cependant, ces fibres sont limitées en termes de puissance crête par les faibles dimensions transverses des cœurs. Cette thèse propose l’étude de l’amplification d’impulsions femtoseconde dans des fibres multicoeurs. La combinaison cohérente des faisceaux amplifiés permettra ainsi d’obtenir une architecture compatible avec des énergies d’impulsions élevées.

Cette thèse consistera d’une part à étudier la propagation d’impulsions femtoseconde dans des fibres multicoeurs amplificatrices, et d’autre part à réaliser le système de recombinaison cohérente des impulsions. Le front d’onde du faisceau émis sera contrôlé à l’aide d’un modulateur spatial de lumière. Le sujet comprend l’étude de nombreux aspects physiques : effets de couplage entre les cœurs, fluctuations des paramètres physiques entre les cœurs, stabilité du retard de groupe et de phase. D’autre part, comme l’amplification se fait en régime de dérive de fréquence, le système manipulera à la fois la phase temporelle (dispersion) et la phase spatiale du faisceau, et une caractérisation précise de ces deux aspects sera nécessaire.

Le travail attendu comporte une large partie expérimentale. Mais l’étudiant pourra aussi s’intéresser à une partie plus théorique intégrant la physique des lasers, la physique des impulsions ultrabrèves et la physique des effets non-linéaire et participer aux fortes interactions que nous entretenons avec les laboratoires partenaires du projet MultiFemto déposé à l’ANR : L’IRCICA (Lille) pour la fabrication des fibres multicoeurs, Le LCFIO (Palaiseau) pour l’expertise en lasers à fibre femtoseconde, XLIM (Limoges) spécialiste des systèmes de combinaison cohérente de plusieurs faisceaux, l’ONERA pour la mesure de fronts d’onde complexe et les systèmes de mise en phase.