Accrochages de fréquences dans les lasers vectoriels à état solide : étude du verrouillage de modes passif et de la réinjection décalée en fréquence

• Main Author: Thévenin, Jérémie
• Language: fra
• Published: Université Rennes 1 2012
• Subjects: [SPI:OPTI] Engineering Sciences/Optics / Photonic; [SPI:OPTI] Sciences de l'ingénieur/Optique / photonique; synchronisation; lasers bi-fréquence; verrouillage de mode passif; rétro-injection optique; oscillateurs couplés; couplage phase-intensité; lidar-radar; laser classe B
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00769111; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/76/91/11/PDF/Jeremie_B_Thevenin-Manuscrit.pdf

Nous explorons les dynamiques de synchronisation des lasers solides fonctionnant sur deux états propres de polarisation. Ce type de laser présente l'intérêt de pouvoir générer des fréquences de battement très stables dans une gamme de fréquence du Hz au THz. Cette thèse en tire parti pour étudier plusieurs mécanismes d'accrochage de fréquence dans ces lasers. Tout d'abord, nous construisons un laser bipolarisation doté d'un miroir à réflectance saturable (SESAM). Cela lui permet de fonctionner dans un régime pulsé où tous les modes longitudinaux oscillent en phase, et ce sur les deux états propres du laser. On démontre également que les états de polarisation d'impulsions successives forment des séquences dont nous détaillons les caractéristiques. Un phénomène particulier est observé dans ce laser : si la fréquence de battement est choisie égale à la moitié de l'intervalle spectral libre du laser, les deux peignes de fréquences associés aux deux états propres se synchronisent. Dans un second temps, nous soumettons un laser bi-fréquence à une réinjection optique décalée en fréquence. De cette manière, nous sommes capable de transférer, sur la fréquence de battement du laser, la stabilité d'un synthétiseur radio-fréquence, utilisé comme référence. Ce résultat est obtenu tant en régime continu que pulsé. Enfin, conjointement à la réinjection décalée en fréquence, nous utilisons les oscillations de relaxation d'un laser de classe B pour induire un régime où la fréquence de battement est synchronisée sur une référence externe, mais pas sa phase. Incidemment, des dynamiques particulières d'intensités sont observées en sortie du laser.