Ultrafast lasers in the femtosecond regime : generation, amplification and measurement

• Main Author: Oliveira, Pedro
• Language: ENG
• Published: Ecole Polytechnique X 2013
• Subjects: [PHYS:PHYS:PHYS_OPTICS] Physics/Physics/Optics; [PHYS:PHYS:PHYS_OPTICS] Physique/Physique/Optique; Optique ultra-rapide non-linéaire; Laser ultra-bref; Mélange à trois ondes; Algorithme d'optimisation; Calcul variationnel; Corrélateur croisée de troisième ordre; Autocorrélation interférométrique; Mesures monocoup; Amplification optique
• Online Access: http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00942477; http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/94/24/77/PDF/Pedro_Oliveira.pdf

Il est intuitif qu'avec de nouveaux outils, il devient possible d'explorer de nouveaux domaines de la physique. Les champs électromagnétiques ultra-rapides sont l'un de ces outils, ils permettent de sonder la matière à de nouvelles échelles de temps, à la fois pour développer de nouvelles applications et pour la recherche fondamentale. Néanmoins, ces champs constituent en eux-mêmes un phénomène méritant d'être analysé et étudié. Le travail présenté ici est divisé en deux parties, dont la première s'occupe de la génération et amplification de lasers ultracourtes. L'amplification paramétrique optique est discutée dans les différentes configurations, notamment dans le cas où le signal a une dérivé angulaire spectrale. On discute aussi deux oscillateurs à blocage de mode en phase. Ont présente aussi une nouvelle manière d'étudier son comportement en fonction des dimensions de la sous-cavité. La mesure de ces phénomènes représente également un défi en raison de l'échelle temporelle extrêmement réduite à laquelle ces phénomènes se produisent, échelle bien trop petite pour des méthodes de mesure traditionnelles. Dans ce manuscrit, nous avons abordé deux techniques de mesure bien connues: l'autocorrélation interférométrique (IAC) du second ordre et la corrélation croisée du 3ème ordre (TOCC). Avec l'IAC et une mesure de la puissance spectrale du champ, il est possible de reconstruire intégralement le champ électrique tandis que le TOCC associé à l'autocorrélation en intensité détermine le profil en intensité de manière unique, et ont présente des algorithmes que font la reconstruction avec un haut contraste. Nous avons par ailleurs étudié la réalisation d'une nouvelle configuration de corrélateur croisé monocoup.