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vendredi 1er septembre 2017 à 15h, à l’Enssat (salle 020G)

Schadrac FRESNEL soutient sa thèse de doctorat

« Lasers à fibre Brillouin multi-Stokes : cohérence et caractérisation en bruit  »

Schadrac FRESNEL soutient sa thèse de doctorat

Laser Brillouin ; cohérence ; bruit d’intensité ; bruit de fréquence

 

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 optiques.

Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons étudié expérimentalement les propriétés statiques et dynamiques du laser à fibre Brillouin (LFB). Dépendamment du taux d’amortissement de l’onde acoustique et du taux de pertes de la cavité, le LFB peut être très cohérent et très peu bruité, favorisant ainsi son utilisation dans de multiples domaines comme la défense, la métrologie et les télécommunications. Lorsque la Pompe ne fait qu’un tour dans la cavité Brillouin, le LFB étudié présente un bruit de fréquence 10 000 fois plus faible que celui du laser de Pompe tout en gardant un bruit d’intensité similaire. Lorsque la Pompe est résonante, il est possible d’obtenir un LFB à multiples ondes Stokes en cascadant l’effet non-linéaire Brillouin dans la fibre optique. Limités par nos bancs de mesures, nous avons mesuré un bruit de fréquence 1 000 fois plus faible que celui de la Pompe et un bruit d’intensité plus de 100 fois plus faible.

Composition du jury
 
Yves JAOUEN Professeur, LTCI, Telecom Paris TechRapporteur
Frédéric DU BURCK Professeur, CNRS LPL, Université de Paris 13Rapporteur
Michel PICHÉ Professeur, COPL, Université Laval (Québec)Rapporteur
Bora UNG Professeur, ETS, Université du Québec (Montréal) Rapporteur
Pascal BESNARD Professeur, CNRS Foton, Université de Rennes 1 Directeur de thèse
Sophie LAROCHELLE Professeure, COPL, Université Laval (Québec)Directrice de thèse