Lasers à fibres bifréquences bipolarisations : stabilisation et montée en fréquence du battement

Cette etude porte sur les lasers a fibres bifrequences bipolarisations. Le controle de la difference de frequence de ces lasers represente un enjeu important en photonique microonde. En effet, maitriser le battement permettrait la realisation de sources compactes et a faible bruit visant des applications de metrologie ou telecom. Nous travaillons ici sur des sources emettant a 1,5 μm, de type DFB ou DBR, soit dopes Er soit co-dopes Er-Yb. Ils presentent une frequence de battement d'environ 1 GHz pour les DFB, et 100 MHz pour les DBR. Les objectifs de la these ont ete, d'abord de stabiliser le battement, puis d'explorer differentes methodes pour modifier la birefringence de la fibre et ainsi accroitre la frequence de battement. Nous avons d'abord utilise la methode de stabilisation par boucle a verrouillage de phase pour asservir le battement sur une frequence de reference. En nous servant de la diode de pompe comme actuateur, nous avons reussi a stabiliser des battements entre 300 MHz et 10 GHz pendant plusieurs jours. Ensuite, nous avons mis en place une methode de stabilisation par reinjection optique decalee en frequence. Un modele theorique base sur des equations-bilan couplees a ete utilise et a permis de retrouver les observations experimentales. En stabilisant le battement sur une reference exterieure, differents regimes dynamiques ont ete observes. Dans la zone stable, on reduit le bruit de phase jusqu'a −100 dBc/Hz a 1 kHz de la porteuse. Puis, nous avons couple le montage de la reinjection optique a une ligne a retard, afin de stabiliser efficacement le battement sur lui-meme. Enfin, nous avons etudie plusieurs pistes pour augmenter la frequence de battement des lasers DBR pour repondre aux besoins des applications. Nous avons pu suivre en temps reel la modification de birefringence photo-induite par un faisceau UV. Nous avons aussi etudie une methode de modification reversible de la birefringence, en exploitant l'effet elasto-optique. Quelque soit la methode employee, nous avons observe un accroissement de la frequence de battement depuis 100 MHz jusqu'a plus de 10 GHz dans le meilleur des cas.