Habilitation à diriger des recherches
UNIVERSITE PARIS SUD
Habilitation à diriger des recherches
Spécialité : Physique
Marc Hanna
Sources laser femtoseconde à fibre optique
Fiber optic femtosecond laser sources
Soutenue le 25/03/2013 devant le Jury composé de :
Anne Amy-Klein Professeur Université Paris 13 Examinatrice
Alain Barthélémy Directeur de recherche au CNRS Rapporteur
Fabien Bretenaker Directeur de recherche au CNRS Examinateur
Patrick Georges Directeur de recherche au CNRS Examinateur
Manuel Joffre Directeur de recherche au CNRS Rapporteur
Hervé Maillotte Directeur de recherche au CNRS Rapporteur
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Sommaire
Curriculum Vitae ...................................................................................................................................... 5
Introduction............................................................................................................................................. 6
Contexte scientifique .......................................................................................................................... 6
Parcours et plan du manuscrit ............................................................................................................ 7
1 Optique ultrarapide pour les télécommunications .............................................................................. 7
1.1 Bruit de phase dans les systèmes de télécommunications ..................................................... 8
1.1.1 Théorie de perturbation des solitons ..................................................................................... 9
1.1.2 Méthode des moments .......................................................................................................... 9
1.2 Caractérisation d’impulsions ....................................................................................................... 10
1.3 Sources d’impulsions picosecondes ............................................................................................ 11
1.3.1 Source pour le multiplexage temporel et mesures des fluctuations d’intensité et de
position temporelle ....................................................................................................................... 11
1.3.2 Source multi-longueur d’onde ............................................................................................. 12
1.3.3 Lentille temporelle non linéaire ........................................................................................... 14
2 Sources femtoseconde à fibre optique .............................................................................................. 16
2.1 Amplification sans étireur ........................................................................................................... 17
2.1.1 Phase spectrale du troisième ordre en régime parabolique ................................................ 17
2.1.2 Régime parabolique au-delà de la bande de gain ................................................................ 19
2.1.3 Amplification sans étireur dominé par l’automodulation de phase .................................... 20
2.1.4 Contrôle actif de la phase spectrale dans les amplificateurs non linéaires ......................... 21
2.2 Amplification à dérive de fréquence ........................................................................................... 23
2.2.1 Amplification paramétrique femtoseconde dans les fibres ................................................. 23
2.2.2 Amplification à dérive de fréquence avec contrôle des non linéarités ................................ 24
2.3 Compression externe .................................................................................................................. 26
2.3.1 Elargissement spectral par automodulation de phase ......................................................... 27
2.3.2 Elargissement spectral par génération de polarisation croisée ........................................... 27
3 Source femtoseconde à 1.6 µm pour la chirurgie de l’œil ................................................................. 28
4 Combinaison cohérente en régime femtoseconde ............................................................................ 30
4.1 Combinaison active ................................................................................................................. 30
4.2 Combinaison passive ............................................................................................................... 34
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4.3 Combinaison passive spatio-temporelle ................................................................................. 37
4.4 Fibres multicoeurs ................................................................................................................... 39
Conclusion et ouverture ........................................................................................................................ 40
Combinaison cohérente en régime femtoseconde : aspects collectifs ......................................... 41
Amplificateur à fibre multicoeur femtoseconde ........................................................................... 42
Autres additions cohérentes : amplification d’impulsions divisées, synthèse d’impulsion, et
cavités résonantes ......................................................................................................................... 43
Références ............................................................................................................................................. 44
Collaborations et projets ....................................................................................................................... 45
Encadrements........................................................................................................................................ 46
Enseignement ........................................................................................................................................ 47
Liste de publications .............................................................................................................................. 48
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Curriculum Vitae
Marc Hanna
Chargé de recherche au CNRS depuis le 01/10/2001
Né le 04/09/1974
Formation initiale
1996 : Ingénieur de Telecom SudParis, option Systèmes et techniques micro-ondes et optiques
1996 : D.E.A. Systèmes de Communications de l’Université de Marne-la-Vallée
2000 : Doctorat spécialité Sciences pour l’Ingénieur de l’Université de Franche-Comté
Parcours professionnel
1997-2000 : Doctorant au laboratoire FEMTO-ST, Besançon
Système de communication optique par modulation de phase différentielle de
solitons
2000-2001 : Chercheur post-doctoral au Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA
Démultiplexage temporel tout-optique par génération de second harmonique par la
surface (technologie semiconducteurs III-V AlGaAs en salle blanche), sources
impulsionnelles subpicosecondes à semiconducteurs.
2001-2005 : Chargé de recherche CNRS au laboratoire FEMTO-ST, Besançon
Génération et caractérisation d’impulsions optiques ultrabrèves pour les
télécommunications, bruit de phase dans les systèmes optiques amplifiés, cryptage
haut-débit par masquage sous une porteuse chaotique
Depuis 2006 : Chargé de recherche CNRS au laboratoire Charles Fabry de l’Institut d’Optique,
Palaiseau
Lasers et amplificateurs à fibre en régime femtoseconde, Optique ultrarapide non
linéaire. Combinaison cohérente et contrôle de front d’onde.
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