Note ABES Amplification fibrée de forte énergie pour les lasers de puissance High-energy fibered amplification for large-scale laser facilities Amplificateurs à fibre optique Impulsions nanosecondes 621.369 2 Lasers de puissance Amplificateurs de puissance Ytterbium Fibres double gaine Lasers femtoseconde Microstructure (physique) Ces travaux concernent le développement d’un amplificateur à fibre optique souple, microstructurée, double-gaine, dopée ytterbium (Yb), et monomode à large coeur, dans la gamme d’impulsion nanoseconde, multi-kiloHertz et milliJoule, pour l’injection de chaînes lasers de puissance. L’architecture amplificatrice est mise en oeuvre dans une configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) à plusieurs étages. Un modèle numérique de l’amplification sur fibre double-gaine dopée Yb, incluant l’émission spontanée amplifiée, a été développé pour étudier le comportement de ce type d’amplificateur fibré et procéder au dimensionnement du dispositif expérimental. Afin de s’affranchir du processus de saturation par le gain, un algorithme de contre-réaction permettant de déterminer numériquement la forme temporelle optimale a été associé au modèle. Nous avons obtenu des résultats expérimentaux en bon accord avec les simulations numériques, et avec les performances suivantes : une énergie de 0.5 mJ par impulsion à une fréquence de répétition dans la gamme de 1 kHz à 10 kHz, sur des impulsions à spectre étroit centré à la longueur d’onde 1053 nm, à profil temporel super-gaussien d’ordre 20 de durée 10 ns, avec un rapport signal-sur-bruit optique supérieur à 50 dB et un taux de maintien de la polarisation à 20 dB. Le profil spatial en sortie de système est monomode (M²=1.1). Ce dispositif peut également délivrer des énergies jusqu’à 1.5 mJ. Nous avons ensuite mis à profit ces performances pour l’amplification d’impulsions à dérive de fréquence, et avons obtenu une énergie par impulsion de 0.7 mJ sur une durée de 570 fs, à une fréquence de répétition de 10 kHz. This work concerns the development of a double-clad ytterbium-doped single-mode microstructured flexible fiber-based amplifier, in the nanosecond, multi-kiloHertz and milliJoule regime, for large-scale laser facilities seeding. We have used a multi-stage master oscillator power amplifier fibered architecture. A numerical model of ytterbium-doped double-clad fiber-based amplification, including amplified spontaneous emission, was developed in order to study the behaviour of such amplifier and to correctly design the experimental set-up. This model was completed by a feed-back algorithm to numerically predict the optimal temporal shape to compensate the gain saturation process. We demonstrated experimental results in good agreement with numerical simulations, with the following performances: 0.5 mJ pulse energy, at a frequency repetition from 1 kHz to 10 kHz, with a narrow bandwidth spectrum centred at 1053 nm wavelength, with 10 ns pulse duration on a perfect super-Gaussian temporal profile, an optical signal-to-noise ratio better than 50 dB and a polarization extinction ratio of 20 dB. We checked that the beam quality was diffraction limited, with an M² measurement of 1.1. Moreover, the system can deliver energies up to 1.5 mJ. Then, we took the advantage of such results to amplify chirped pulses. We demonstrated 0.7 mJ pulse energy, with 570 fs duration at 10 kHz repetition frequency. Electronic Thesis or Dissertation Text fr en PDF 8231303 text/html https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2011/50376-2011-Lago.pdf https://theses.fr/2011LIL10137/abes Lago Laure Lago 1985-05-05 FR 161491162 https://theses.fr/2011LIL10137 2011LIL10137 https://doi.org/10.70675/b6749d04z47f9z44f3za671z763eeae4c214 2011-11-17 Optique et Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère Lille 1 026404184 Doctorat Docteur es non oui Douay Marc MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 03104770X Mussot Arnaud MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 09021742X Hugonnot Emmanuel MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_3 059786914 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (France ; 1945-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 026372061 ddc:620 Douay Marc Mussot Arnaud Hugonnot Emmanuel École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq) Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) ASCII PDF 8231303