Lasers à fibres optiques à 2 µm
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Propositiondesujetdethèse2017 Lasersàfibresoptiquesà2µm Responsables:AurélienCoillet,PhilippeGrelu,BenoitCluzel Département:Photonique Contextescientifique: Ledéveloppementdesourcesimpulsionnelleshautementcohérentesautourdelalongueurd’onde de2µmestunsujetextrêmementdynamiquedufaitd’ungrandnombred’applicationspotentielles. Enparticulier,cessourcesserontutilespourledéveloppementdestransmissionsàcourteportéeou enespacelibreàultra-hautdébit,toutcommelesapplicationsentélémétrieenvironnementalede typeLIDARoudesutilisationsenmédecine.Leslasersàfibresàblocagedemodespassifconstituent unevoieprometteuse,enparticuliergrâceàleurhautecohérenceetleurcompatibilitéintrinsèque aveclessystèmesdetélécommunication. Sur la base des compétences reconnues du laboratoire en dynamique des lasers fibrés à 1,55 µm, l’évolutionverslalongueurd’onde2µmfaitpartiedelapolitiquescientifiqueincitantàdévelopper les activités de recherche vers le moyen infrarouge en raison du fort potentiel applicatif de cette régionspectrale. Objectifs: Le sujet de thèse proposé abordera dans un premier temps la transposition et l’adaptation de techniques de blocage de modes depuis 1.55 µm vers 2 µm, avec la perspective d’étudier des dynamiques liées au caractéristiques spécifiques des milieux à gain dopés terres rares de type thulium et thulium-holmium (bande passante, temps de relaxation). Pour atteindre cet objectif, plusieursarchitectureslaserserontdéveloppéesetlesdynamiquescomplexesultrarapidesétudiées aumoyendetechniquesdecaractérisationavancées. Uneautrevoiederechercheconsisteraàétudierl’intégrationdecomposantsdenanophotoniqueen siliciumcommeélémentpermettantleblocagedemode.Lesiliciumsurisolant(SOI)esteneffetune plateforme particulièrement adaptée pour l’optique non linéaire à 2 µm puisque l’absorption à 2 photonsdevientquasimentnégligeable.Enparticulier,leblocagedemodeharmoniqueenutilisant desrésonateursenanneauxsursiliciumseraétudié,pourobtenirdestauxderépétitionsdel’ordre de50GHz,compatiblesaveclesapplicationsdetélécommunicationsoptiques. Faisabilité: Les travaux de recherche de cette thèse s’inscrivent pleinement dans le cadre du Labex ACTION et pourront bénéficier de la collaboration existante avec le laboratoire FEMTO-ST, notamment via la plateforme MIMENTO pour la fabrication de nano-composants en silicium sur isolant. La thèse s’appuiera également sur les plateformes internes PICASSO et ARCEN, ainsi que sur le centre de calculdel’universitédeBourgognepourlesbesoinsnumériques.Unepartiedumatérielnécessaire au bon commencement de la thèse a d’ores-et-déjà été acquise, et une cavité laser fonctionnelle pourraêtreconstruitedèsl’arrivéedudoctorant.Celui-cibénéficieradel’encadrementdeplusieurs permanents du département photonique, dont les expertises complémentaires permettront des avancéesrapidesdansuncontexteexpérimentalstimulantetpluridisciplinaire. Contact: [email protected]
