• Langue : Français
• Discipline : Milieux dilués et optique fondamentale
• Identifiant : 2025ULILR029
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 17/10/2025

Résumé en langue originale

Cette thèse porte sur le développement d'oscillateurs fibrés à blocage de modes de type Mamyshev, conçus pour délivrer des impulsions ultracourtes, énergétiques et à haute fréquence de répétition (? 40 MHz), en réponse aux exigences de domaines tels que l'usinage de précision, les biotechnologies ou la microélectronique. Les fondements théoriques de la propagation d'impulsions dans les fibres optiques, ainsi que ceux des oscillateurs à blocage de modes, notamment reposant sur des absorbants saturables virtuels, ont tout d'abord été rappelés. Une étude numérique comparative a ensuite été menée sur les trois architectures Mamyshev existantes dans la littérature et a permis d'établir que celle en anneau avec deux amplificateurs est la plus adaptée pour atteindre de hautes cadences. Une première démonstration expérimentale fonctionnant à 45 MHz a été conçue en intégrant pour la première fois un filtre de type passe-bas et a permis de générer des impulsions de quelques picosecondes comprimées à 85 fs avec une puissance moyenne de l'ordre de 300 mW. Ces résultats, à l'état de l'art, ont été confortés par des simulations explorant de nouveaux axes d'optimisation, notamment via des filtres à profil spectral plus doux. Enfin, la faisabilité d'un fonctionnement à plus de 200 MHz a été démontrée numériquement dans des architectures simplifiées, compatibles avec l'intégration micro-optique, ouvrant la voie à des sources impulsionnelles puissantes, stables et compactes.

Résumé traduit

This thesis focuses on the development of mode-locked fiber Mamyshev oscillators designed to deliver high-energy, ultrashort pulses at high repetition rates (? 40 MHz), in response to the requirements of fields such as precision machining, biotechnology, and microelectronics. The theoretical foundations of pulse propagation in optical fibers, as well as those of mode-locked oscillators—particularly those relying on virtual saturable absorbers—are first reviewed. A comparative numerical study of the three Mamyshev architectures reported in the literature was then carried out, demonstrating that the ring configuration with two amplifiers is the most suitable for achieving high repetition rates. A demonstrator operating at 45 MHz was developed, integrating for the first time a low-pass filter and enabled the generation of picosecond pulses compressed down to 85 fs, with an average power of approximately 300 mW. These state-of-the-art results were supported by simulations exploring further optimization strategies, notably through filters with smoother spectral profiles. Finally, the feasibility of operation beyond 200 MHz was demonstrated numerically using simplified architectures compatible with micro-optical integration, paving the way for powerful, stable and compact pulse sources.