Gain induit par des filtres dans les cavités fibrées passives

Abstract

Dans ce travail, nous étudions le phénomène d'instabilité de la modulation (IM) induit par des pertes spectrales asymétriques sous la forme d'un réseau de Bragg à fibres optiques (FBG). Le phénomène est connu sous le nom de gain par filtrage et consiste en un changement de la condition d'adaptation de phase d'une cavité de fibre, donné par la circulation du signal à travers un filtre. Lorsque le signal se déplace le long du FBG, il acquiert la signature de phase du filtre, qui modifie la condition d'adaptation de phase de la cavité, créant ainsi un degré de liberté supplémentaire dans le processus MI. Nous avons d'abord caractérisé ce phénomène théoriquement et expérimentalement dans un résonateur à fibre passif pour les régimes de dispersion normale et anormale, en mettant en évidence la relation entre les instabilités du FBG et l'IM paramétrique. Nous avons ensuite développé un modèle théorique pour décrire la formation des GTF dans une cavité à maintien de polarisation (PM). En utilisant ce modèle, nous avons montré comment il est théoriquement possible d'obtenir des spectres MI avec un pic spectral désaccordé. Ceci est rendu possible par l'utilisation d'un FBG PM avec un profil de perte désaccordé dans les deux axes de polarisation. Dans le contexte plus général des cavités à fibres, nous avons étudié l'effet d'un décalage de synchronisation entre le taux de répétition du train d'impulsions qui alimente la cavité et le taux de répétition naturel de la cavité. Le décalage se traduit par un mouvement de la bande latérale des spectres MI, dû à la compétition entre deux régimes MI : absolu et convectif. Enfin, nous avons construit deux dispositifs à cavité active. Ils consistent en une cavité à fibre dans laquelle une section de fibre dopée (dopant erbium ou thulium) est incorporée dans la bobine pour agir comme un amplificateur. En ajustant soigneusement le gain de l'amplificateur, il est possible de compenser les pertes tout en restant dans un régime de cavité passive (en dessous du seuil d'émission de l'effet laser). Avec la cavité EDF, nous avons pu obtenir des GTF à très faible puissance, tandis qu'avec la cavité TDF, nous avons pu générer des MI à 2$mu m$.