Note ABES Amplification et transport fibré d’impulsions énergétiques pour les pilotes des installations laser de puissance Amplification and beam delivery of energetics pulses for large scale laser facility’s seeder Fibre optique à cœur creux Impulsions nanosecondes Effets non linéaires Mesure de la composition modale S² 621.369 2 Lasers de puissance Lasers à fibre Amplificateurs à fibres optiques Ytterbium Modulation de fréquence Modulation d'amplitude Le faible encombrement, la stabilité, et la qualité spatiale du faisceau qu’ils délivrent expliquent le succès des systèmes laser fibrés. Dans le cadre des installations laser de puissance, ceux-ci sont utilisés pour générer et amplifier les impulsions mais restent limités à des énergies de l’ordre du nanojoule pour des impulsions nanosecondes. L’objectif de cette thèse est d’atteindre la gamme du millijoule par impulsion avec un niveau de performances compatible de l’injection de telles installations. Ainsi, les problématiques d’amplification et de transport fibré ont été traitées. Dans le premier cas, un système MOPA entièrement fibré basé sur une fibre effilée a permis de délivrer des impulsions de 10 ns et 500 µJ avec des caractéristiques temporelles, spectrales et spatiales en accord avec le cahier des charges. Pour la problématique de transport, et afin de minimiser les effets non linéaires, l’utilisation de fibres à cœur creux a été privilégiée. Une telle fibre, de 21 µm de diamètre de mode, a ainsi permis de transporter des impulsions de plus de 30 kW crête en minimisant les distorsions temporelles et spectrales. Enfin, en complément de ces deux problématiques, nous avons également identifié des briques technologiques permettant d’envisager une modification en profondeur de l’architecture des sources fibrées actuelles des grandes installations laser. L’utilisation d’une diode laser à dérive de fréquence a ainsi permis d’atteindre une énergie de 1,25 mJ pour des impulsions de 10 ns. La mise en forme spatiale fibrée du faisceau a également pu être réalisée pour des impulsions de l’ordre de 100 µJ grâce à une fibre optique microstructurée spécialement réalisée. Compactness, stability and beam quality are some benefits of fiber lasers. In large scale laser facilities, those systems are already used to generate and amplify pulses but are limited to the nanojoule range. The goal of this thesis consists in building a millijoule range system satisfying large scale laser facility requirements. Amplification and beam delivery systems have been considered. In the first case, an all-fiber MOPA has been realized. Using a 32 µm mode field diameter tapered fiber, we amplified 10 ns pulses up to 500 µJ with excellent temporal, spectral and spatial properties. In a second step, we consider the fiber beam delivery of those pulses over 15 m. In order to minimize nonlinear effects, hollow-core fibers have been used. This way, thanks to a 21 µm mode field diameter fiber, 30 kW peak power nanosecond pulses have been delivered over 15 m with negligible temporal and spectral distortions. In addition of amplification and beam delivery, we also considered technological building blocks which could be used to modified actual fiber seeder architecture. Chirped laser diode has been used to generate pulses and allowed us to finally obtained 1,25 mJ with our MOPA system. Fiber spatial beam shaping has also been performed in the 100 µJ range thanks to a microstructured, single-mode, polarization maintaining fiber which delivers a coherent top-hat beam. Finally, this work confirms the great potential of fiber systems for high energy amplification and beam delivery for the next generation of large scale laser facilities seeder. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 9473143 text/html https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDSMRE/2017/50376-2017-Scol.pdf https://theses.fr/2017LIL10129/abes Scol Florent Scol 1989-09-10 FR 22447720X https://theses.fr/2017LIL10129 2017LIL10129 https://doi.org/10.70675/706127e6z4b69z4f34z9706z0c081c564e4c 2017-11-24 Optique et Lasers, Physico-Chimie, Atmosphère Lille 1 026404184 Doctorat Docteur es non oui Bouwmans Géraud MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 06015182X Hugonnot Emmanuel MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 059786914 École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 148937330 Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules (PhLAM) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 161618847 Centre d'études scientifiques et techniques d'Aquitaine (Le Barp, France) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 174405162 ddc:620 Bouwmans Géraud Hugonnot Emmanuel École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord) Laboratoire de physique des Lasers, atomes et molécules (PhLAM) (Villeneuve d'Ascq) CEA-CESTA (Le Barp, France) PDF 9473143