Sources cohérentes bas bruit à base de lasers Brillouin multi-Stokes : modélisation et expérience (original) (raw)
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Lasers à fibre Brillouin multi-stokes : cohérence et caractérisation en bruit
2017
La diffusion Brillouin est la diffusion inelastique de la lumiere par les ondes acoustiques d'un milieu. Dans une fibre optique, la diffusion Brillouin stimulee (DBS) se manifeste, a partir d'une certaine intensite lumineuse incidente (Pompe), par la generation d'une onde Stokes retrodiffusee dont la frequence est decalee de celle de la Pompe d'une valeur directement proportionnelle a la vitesse de propagation des ondes acoustiques. Le decalage Brillouin presente une grande sensibilite a tous les effets qui peuvent modifier la vitesse de l'onde acoustique. Cette propriete permet d'etudier la composition des fibres et confere a la DBS la potentialite pour la realisation de capteurs a fibres optiques. Le processus de DBS s'accompagne aussi d'un gain pour l'onde Stokes retrodiffusee, puisque presque toute la puissance de l'onde Pompe y est transferee. Il peut donc etre utilise pour la realisation d'amplificateurs et de lasers a fibres optique...
Multi-Stokes Brillouin fiber lasers : coherence and noise characterization
2017
La diffusion Brillouin est la diffusion inélastique de la lumière par les ondes acoustiques d'un milieu. Dans une fibre optique, la diffusion Brillouin stimulée (DBS) se manifeste, à partir d'une certaine intensité lumineuse incidente (Pompe), par la génération d'une onde Stokes rétrodiffusée dont la fréquence est décalée de celle de la Pompe d'une valeur directement proportionnelle à la vitesse de propagation des ondes acoustiques. Le décalage Brillouin présente une grande sensibilité à tous les effets qui peuvent modifier la vitesse de l'onde acoustique. Cette propriété permet d'étudier la composition des fibres et confère à la DBS la potentialité pour la réalisation de capteurs à fibres optiques. Le processus de DBS s'accompagne aussi d'un gain pour l'onde Stokes rétrodiffusée, puisque presque toute la puissance de l'onde Pompe y est transférée. Il peut donc être utilisé pour la réalisation d'amplificateurs et de lasers à fibres optique...
Simulation du bruit d’écoulements anisothermes par méthodes hybrides pour de faibles nombres de Mach
This study focuses on the numerical calculation of the acoustic field radiated by subsonic turbulent flows with temperature inhomogeneities. Hybrid methods are developed through a Rayleigh-Janzen expansion of the Navier-Stokes equations. The flow is solved in a quasi-incompressible way then the acoustic disturbances are propagated by two methods : the linearized Euler’s equations (EEL) and the perturbed low Mach number approximation (PLMNA). The methods are validated on simple cases and then applied to an isothermal and non isothermal spatially evolving mixing layer.
RESUME. Ce travail est relatif à l'étude expérimentale d'un problème d'opto-acoustique non linéaire, consistant à générer un signal acoustique dans l'eau à partir d'un laser pulsé térawatt (TW). La source acoustique obtenue a pu être reliée au phénomène de filamentation qui produit une contraction du faisceau initial, accompagnée de la formation d'un plasma. Des travaux relativement récents ont montré que les lasers de ce type pouvaient être utilisés pour produire des sources acoustiques déportées, avec des applications intéressantes pour l'acoustique sous-marine. Le spectre de la source acoustique obtenue a été étudié à l'aide de plusieurs hydrophones couvrant une très large bande de fréquence, et le diagramme de directivité a été mesuré dans deux plans (plan du filament et plan perpendiculaire au filament). Le niveau acoustique de la source en fonction de l'énergie, de la durée, et de la longueur d'onde de l'impulsion laser, a également ...
Lasers Brillouin à fibre microstructurée en verre de chalcogénure à très faibles seuils
L'utilisation de fibres microstructurées en verre de chalcogénure ouvre la voieà la réalisation des lasersà fibre Brillouin présentant des seuils très bas comparativement aux lasers en fibre silice, de l'ordre du milliWatt en pompage non-résonant. Ces lasers sont compacts et par nature mono-fréquence. Leurs caractéristiques de bruit sont améliorées par rapportà la pompe comme cela aété déjà prédit pour les lasers Brillouin.
Laser Brillouin à fibre microstructurée en verre de chaleogénure
2013
Souvent considere nefaste dans le domaine de la telecommunication car il limite la puissance d'un systeme de transmission optique, l'effet Brillouin peut etre utilise pour la realisation de lasers. Un laser a fibre Brillouin peut potentiellement etre tres coherent et tres peu bruite ; ce qui incite son utilisation dans plusieurs domaines incluant la defense, la metrologie et les telecommunications. L'objectif de cette these, qui s'insert dans le cadre du projet ATOS (Antenne acoustique en technologie Tout Optique pour la Surveillance), est d'obtenir un laser Brillouin a la fois compact et avec un seuil laser relativement bas. Pour respecter ces deux conditions, il est necessaire de disposer d'une fibre avec un tres fort coefficient de gain Brillouin gB et ayant une tres petite aire effective de maniere a concentrer la puissance optique dans le cœur de la fibre. Nous avons ainsi choisi d'utiliser une fibre faite a partir de verres en chalcogenure, qui ont u...
La diffusion Brillouin pour caractériser les propriétés élastiques ou magnétiques de multicouches
Nous présentons les aspects généraux de la diffusion Brillouin par des excitations thermiques qui sont ici, soit des ondes acoustiques soit des ondes de spin. A partir de nombreuses illustrations, nous montrons que cette technique peut être appliquée avec profit à l'étude des propriétés élastiques ou magnétiques des couches minces ainsi que de celles des multicouches. On présente succinctement les différentes classes d'ondes de surface ou de volume, et les mécanismes par lesquels elles contribuent à la diffusion inélastique de la lumière, illustrés par quelques exemples mettant en jeu des structures opaques ou transparentes. Une attention particulière est donnée à l'influence des interfaces sur certains des résultats que nous présentons.
Nous étudions et nous réalisons des lasers Raman basés sur des fibres photoniques fortement non linaires avec des cavités de différentes configurations. Des cavités de faible finesse ont permis la génération de multiples composantes spectrales et de valider le modèle théorique. Des cavités de grande finesse permettant le transfert d'un maximum d'énergie vers une Stokes d'ordre supérieur ont été réalisées grâce à l'inscription de réseaux a pas variable dans les fibres à cristal photonique.
2014
Les sources lasers a fibre sont utiles dans de nombreux domaines, des telecommunications au medical et l’aeronautique, grâce a leur grande coherence spatiale. Elles sont de plus compactes, robustes et efficaces. Les sources lasers autour de 2 µm utilisant des fibres optiques dopees thulium sont encore peu developpees. Elles allient securite oculaire et bonne propagation dans l’atmosphere ce qui les rendent particulierement attractives pour les lidars. La spectroscopie dans la bande 6-12 µm a l’aide d’oscillateurs parametriques optiques necessite egalement des lasers de pompe impulsionnels de forte puissance crete, lineairement polarises, monofrequences autour de 2050 nm, de bonne qualite de faisceau pour pomper les cristaux non lineaires comme le ZGP. Mais ces parametres favorisent la limitation de la puissance par un effet non lineaire, la diffusion Brillouin spontanee (DBS). Pour repondre a ce besoin nous avons commence par etudier les fibres en silice dopees thulium ainsi que les...