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La mise en forme des impulsions dans les lasers à fibre à verrouillage de modes

Des scientifiques financés par l'UE ont pour la première fois démontré trois modes d'impulsion distincts, tous obtenus à partir d'un système laser unique et sans imposer la moindre modification de la cavité résonnante du laser.
La mise en forme des impulsions dans les lasers à fibre à verrouillage de modes
Les techniques utilisées pour générer des formes d'onde laser spécialisées ont permis des progrès importants dans des domaines scientifiques tels que les communications optiques à très haute vitesse et le traitement du signal optique. Les méthodes actuellement utilisées exigent cependant un réglage manuel des paramètres physiques de la cavité du laser.

Dans le cadre du projet ULTRAFIL (Ultra-short pulse fibre laser technology), financé par l'UE, des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode pour contrôler par logiciel la sortie du système laser. En programmant la dispersion et la largeur de bande d'un filtre situé dans la cavité, il est possible de commuter entre les modes de verrouillage soliton, gestion de dispersion des solitons et soliton dissipatif.

Le verrouillage de modes est une technique de conception de laser à fibre destinée à produire des impulsions lumineuses d'une durée extrêmement brève, de l'ordre de la picoseconde et même de la femtoseconde. Pour cela, une relation à phase fixe est mise en place entre les modes longitudinaux de la cavité résonnante du laser.

Avec le laser à verrouillage de modes, les chercheurs ont utilisé les effets de gain/perte, de la dispersion (la dépendance de la vélocité de l'onde par rapport à la fréquence) et de la non linéarité pour façonner les impulsions produites. Le comportement dynamique de la lumière a d'autre part été manipulé avec soin afin d'obtenir différents régimes de verrouillage de modes.

La génération et l'évolution en cavité des différents régimes d'impulsion laser ont été confirmées par des analyses numériques. L'équipe d'ULTRAFIL a plus particulièrement mené une série de simulations numériques reproduisant les différentes évolutions des impulsions non linéaires à l'intérieur de la cavité résonnante du laser.

La nouvelle technique de mise en forme de l'impulsion spectrale dans les lasers à fibre à verrouillage de modes présente un grand potentiel. Par rapport aux méthodes traditionnelles utilisées pour réguler le mécanisme de formation des impulsions dans les lasers fibre à gestion de dispersion, elle devrait autoriser un degré élevé de contrôle sur la sortie des lasers fibre ultra-rapides.

ULTRAFIL a ouvert la voie à des applications de lasers à fibre ultra-rapides pour le traitement du signal optique et les communications optiques à grande vitesse. Les sources laser ultra-rapides et polyvalentes capables d'émettre de façon sélective différents types d'ondes non linéaires peuvent également être utilisées dans d'autres domaines scientifiques.

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Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Mise en forme des impulsions, lasers à fibre, cavité résonnante, ULTRAFIL, soliton dissipatif