Aller au contenu principal Aller au menu Aller à la recherche

[THESE] Laser impulsionnel utilisant des raies atypiques des ions Tm et Er

  • Recherche
  • Thèse et post-doc
  • Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau)
  • Laboratoire Charles Fabry, Lasers

Présentation détaillée du projet doctoral :

L'objectif de la thèse est d’étudier des cristaux novateurs afin de développer des lasers de haute puissance dans des gammes spectrales au delà de 2 µm autour de 2,3 µm et 2,8 µm. Ces gammes spectrales représentent, en effet, actuellement un enjeu extrêmement important au niveau du développent laser en raison de la diversité des applications possibles. Un des axes les plus prometteur pour atteindre cet objectif consiste à développer de nouveaux matériaux spécifiquement optimisés pour ces longueurs d’onde.

Nous collaborons donc très étroitement avec le CIMAP (Caen) et avec Chimie Paris qui sont des laboratoires extrêmement reconnus en cristallogenèse de nouveaux matériaux dopés, aux ions Tm et Er notamment. Le but de notre étude consiste à évaluer les performances de ces nouveaux matériaux en régime impulsionnel court et en régime de forte puissance moyenne avec également une bonne compréhension des phénomènes physique mis en jeu dans ces émissions laser atypiques. Pour cela on souhaite mettre en œuvre une étude expérimentale originale afin de connaître les propriétés laser, spectrales et thermiques de ces nouveaux cristaux dopés émettant dans l’IR au delà de 2 µm. Nous proposons donc un sujet de thèse qui aura pour but développer des lasers atypiques avec ces nouveaux matériaux et d'étudier les performances obtenues.

Cette thèse comporte un volet expérimental important lié à la conception et à l’analyse de ces sources laser de puissance et impulsionnelles. Ce travail permettra au (à la) doctorant.e d’acquérir des compétences dans le domaine de l’optiques instrumentales, des lasers de puissance (en particulier à base de cristaux dopés Thulium), des propriétés thermo-optiques et spectrales des matériaux et des systèmes laser impulsionnels. La recherche sur nouvelles sources dans le moyen infrarouge est un des domaines de la physique des lasers qui connaît le développement le plus important actuellement en raison de son fort potentiel applicatif. Le sujet proposé est ainsi soutenu par l’Agence Nationale de la Recherche. Cette thèse constitue une opportunité rare d’être impliqué dans un projet à l’interface entre la physique des lasers et des matériaux. Celle-ci a un fort potentiel en termes de publications dans des journaux scientifiques de plus hauts rang. Ce projet devrait avoir de très fortes retombées sur des enjeux sociétaux majeurs et permettre des avancées remarquables dans de nombreux domaines scientifiques.

Objectif et contexte :

Avec nos partenaires chimistes du CIMAP et de Chime Paris, nous proposons de réaliser des sources inédites dans l’IR. Pour cela nous proposons un sujet de thèse qui aura pour sujet le développement d’un laser impulsionnel à base de cristaux dopés au Tm ou à l’Er.
Cette thèse comporte un volet expérimental important lié à la conception et à l’analyse de cette source laser impulsionnelle. Ce travail permettra au doctorant d’acquérir des compétences dans le domaine des lasers, des systèmes laser impulsionnels, de l’optique non-linéaire et des outils optiques pour les lasers de forte puissance.

Ce travail ce fera dans le cadre d’un projet de recherche soutenu par l’Agence Nationale de la Recherche ANR  (SPLENDID2 :  Lasers solides et amplificateurs à impulsions courtes au-delà de 2 μm). Ce projet récent s’étalant sur 4 ans et démarrant début 2020, valide une dynamique sur des travaux très prolifiques déjà obtenus entre les partenaires chimistes et opticiens-laseristes. Ce sujet de thèse profitera donc, d’une part, de réalisation exclusive de nouveaux cristaux laser et, d’autre part, de moyens financiers dédiés pour l’étude et la réalisation expérimentale de sources laser inédites.

Plus d'informations sur ce sujet :

P. Loiko, R. Soulard, L. Guillemot, G. Brasse, J.-L. Doulan, A. Braud, A. Tyazhev, A. Hideur, B. Guichardaz, F. Druon, and P. Camy, “Efficient Tm:LiYF4 lasers at ∼2.3  μm: effect of energy-transfer upconversion,” IEEE J. Quantum Electron. (to be published). 

Lauren Guillemot, Pavel Loiko, Rémi Soulard, Alain Braud, Jean-Louis Doualan, Ammar Hideur, Richard Moncorgé, and Patrice Camy, 'Thulium laser at ∼2.3  μm based on upconversion pumping,' Opt. Lett. 44, 4071-4074 (2019) 

Lauren Guillemot, Pavel Loiko, Alain Braud, Jean-Louis Doualan, Ammar Hideur, Michal Koselja, Richard Moncorge, and Patrice Camy, 'Continuous-wave Tm:YAlO3 laser at ∼2.3  μm,' Opt. Lett. 44, 5077-5080 (2019) 

Pavel Loiko, Romain Thouroude, Rémi Soulard, Lauren Guillemot, Gurvan Brasse, Blandine Guichardaz, Alain Braud, Ammar Hideur, Mathieu Laroche, Hervé Gilles, and Patrice Camy, 'In-band pumping of Tm:LiYF4 channel waveguide: a power scaling strategy for ∼2  μm waveguide lasers,' Opt. Lett. 44, 3010-3013 (2019)

Début de la thèse :

1er octobre 2020

Date limite de candidature :

1er Mai 2020

Site réalisé par Intuitiv Interactive