Dynamique de couplage et formation de structures dans les lasers à absorbant saturable

Abstract

Le couplage d'oscillateurs non lineaires et la formation de structures spatiales sont deux domaines particulierement importants de l'etude de la dynamique non lineaire des systemes optiques. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail de these. La premiere partie est consacree a l'etude experimentale du couplage de deux lasers co 2 monomode partageant un meme absorbant saturable. La forte non linearite de l'absorbant et le caractere impulsionnel de certains regimes du systeme donnent naissance a une dynamique de couplage localise dans le temps. Les phenomenes de synchronisation des impulsions de chaque laser ainsi que la perturbation des regimes d'un laser par les impulsions de l'autre sont analyses. En ce qui concerne les regimes non impulsionnels, le couplage non localise intervient dans la synchronisation de regimes quasiperiodiques et chaotiques.L'extension au cas bimode transverse se traduit par l'apparition d'une dynamique d'antiphase. Les simulations numeriques effectuees reproduisent les regimes dynamiques observes et mettent en evidence de nouvelles bifurcations introduites par le couplage. La deuxieme partie presente une etude theorique et numerique du comportement spatio-temporel d'un laser a absorbant saturable. L'analyse de stabilite lineaire de la solution nulle montre que l'absorbant controle la longueur d'onde critique des modes qui se destabilisent au seuil. La creation ou l'inhibition des structures est analysee suivant l'ecart en frequence de l'absorbant. Une analyse faiblement non lineaire au seuil montre que le systeme est decrit par une equation de swift-hohenberg. Les simulations numeriques mettent en evidence des solutions a ondes progressives, a ondes stationnaires et en echiquier. Enfin, les simulations sur le systeme complet permettent de verifier la validite du modele de swift-hohenberg tout en donnant aussi des regimes plus fortement non lineaires, comme des impulsions 2d progressives.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF