Etude des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium

This work deals with the study and the development of high-power Ytterbium-doped double-clad fiber lasers and amplifiers. The first chapter concerns the passive characterization of the fiber. We give the spectroscopic of Ytterbium ion in silicate host. Then, we present the experimental set-up and results from characterization. We present double-clad specific parameters like mode mixing. Lastly, we do a comparative study of the mains coupling technologies of the pump in the fiber. The second chapter concerns amplifiers. We develop a numerical model which achieves to characterize and optimize the amplifier with continuous pumping and continuous signal. Then we check the agreement between the model and the experimental results. We study the effects of intrinsic and extrinsic fiber parameters. We point out the Brillouin effects. At last, we give the parameters which achieves to optimize the amplifier in single stage and double stage configuration. The third chapter concerns lasers. First, we extend the model to the laser with homogeneous gain medium. Then we check the validity of the model in the case of a 1 W Fabry-Pérot laser. We present the multimode 1083 nm fiber laser for helium pumping. We study the effect of different parameters on the spectral envelop, and compare the results with the model. We analyze the dynamic of the laser. We give theoretical and experimental results on ring laser, and finish with a laser for pumping of a Raman resonator.Cette thèse présente les travaux effectués pour développer et optimiser des amplificateurs et lasers 1 µm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium. Le premier chapitre traite de la caractérisation passive de la fibre. Nous donnons les caractéristiques spectroscopiques de l'ion Ytterbium dans une matrice de silice. Nous présentons ensuite les moyens et résultats de caractérisation des fibres utilisées. Nous discutons ensuite certaines spécificités associées aux fibres double gaine, comme le mélange de mode. Enfin, nous faisons l'étude comparative des principales techniques d'injection de la pompe. Le second chapitre traite des amplificateurs. Nous présentons le modèle numérique de l'amplificateur dans le cas d'un régime de pompage continu et d'amplification de signaux continus. Puis, nous donnons les résultats expérimentaux permettant de le valider. Nous étudions, ensuite, l'influence des paramètres intrinsèques et extrinsèques à la fibre. Nous mettons l'accent sur les effets limitatifs du Brillouin généré. Enfin, nous présentons les paramètres permettant d'optimiser le fonctionnement des amplificateurs dans une structure simple et double étage. Le troisième chapitre traite des lasers. Nous commençons par étendre le modèle développé au cas du laser à gain homogène. Nous validons, tout d'abord, le modèle avec les résultats issus d'un laser en cavité Fabry-Pérot de 1 W, puis, nous optimisons ses paramètres. Nous présentons, ensuite, le laser multimode à 1083 nm pour le pompage optique de l'hélium. Nous étudions l'effet de divers paramètres sur la largeur d'enveloppe mesurée, et confrontons les résultats au modèle numérique. Nous abordons l'étude des instabilités observées et l'analyse de leurs origines. Nous continuons par présenter les résultats théoriques et expérimentaux d'un laser en anneau. Enfin, nous étudions un laser pour le pompage d'un résonateur Raman

Etude des amplificateurs et lasers 1 um de forte puissance à base de fibre double gaine dopée ytterbium

Cette thèse présente les travaux effectués pour développer et optimiser des amplificateurs et lasers 1 æm de forte puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium. Nous commençons par étudier les propriétés spectroscopiques de l'ion Ytterbium puis les moyens et résultats de caractérisation des fibres. Nous discutons de certaines spécificités associées aux fibres double gaine, comme le mélange de mode. Enfin, nous faisons l'étude comparative des principales techniques d'injection de la pompe. Nous présentons ensuite le modèle numérique de l'amplificateur. Nous donnons les résultats expérimentaux permettant de le valider et étudions, l'influence des paramètres intrinsèques et extrinsèques à la fibre dans le cas de structures à simple et double étage. Nous mettons l'accent sur les effets limitatifs du Brillouin généré. Nous étendons ensuite le modèle développé au cas du laser à gain homogène. Nous étudions plus en détail le laser multimode à 1083 nm pour le pompage optique de l'hélium. Nous étudions l'effet de divers paramètres sur la largeur d'enveloppe mesurée. Nous abordons, enfin, l'étude des instabilités observées et l'analyse de leurs origines.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Double-clad 10 W Yb3+-doped Fiber Master Oscillator Power Fiber Amplifier for He3+ Optical Pumping

International audienceWe describe an all-fiber ytterbium-doped laser followed by a double-stage ytterbium-doped double-clad fiber amplifier of 10-W output power for helium pumping. Different cavity designs are investigated with the goal of achieving high-power multimode emission at 1083 nm, wavelength tunability over the helium absorption bands, and linewidth envelope control over the range 1-3 GHz. We point out the domains with unstable output power and discuss their origin

Eye-safe kW peak power all PM fibre MOPA single frequency source at 2050 nm

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1 kW peak power, 100 µJ single-frequency thulium fiber amplifier at 2050 nm

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Efficacités comparées d'un pompage à 920 nm et à 977 nm pour une amplification à 1127 nm

session affiche 5 " Lasers et amplificateurs à fibres " [O05GRO04]National audienceLa faisabilité de l'amplification d'un signal à 1127 nm en régime continu au delà de 30 dBm de puissance de sortie a été démontrée. Le milieu amplificateur est une fibre à double gaine (FDG) dopée Ytterbium et pompée par une diode laser de puissance. Nous rendons compte de l'amplification comparée obtenues par pompage aux longueurs d'onde de 920 nm et 977 nm. Compte-tenu du niveau de puissance, le signal de sortie peut-être influencé par les effets non-linéaires. Dans le cadre de l'amplification d'un signal monochromatique (< 100 kHz), une optimisation de l'architecture de l'amplificateur est nécessaire pour s'affranchir des effets non linéaires de type diffusion Brillouin stimulée

Eyesafe high peak power pulsed fiber lasers limited by fiber nonlinearity

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High power pulsed fiber laser development for Co2 space based dial system

High energy fiber lasers emitting around 1579nm is seen as a possible technology for the laser unit of a spaceborn CO2 DIAL system. We are developing an all fiber system with the following expected performances: Pulse energy of 260μJ, pulse duration 150ns, beam quality M2 &lt;2, pulse linewidth &lt;60 MHz, laser stability 200 kHz. One of our main concerns has been the radiation induced attenuation mitigation. Various fiber compositions have been investigated.</p