Ce travail de thèse concerne la réalisation d’une source VECSEL bi-fréquence émettant à 1550 nm pour les capteurs à fibres optiques à base de l’effet Brillouin. Nous présentons la conception et la réalisation de la source VECSEL bi-fréquence. Nous comparons les spécifications de notre source réalisée avec ceux recommandés pour la source utilisée avec les capteurs de Brillouin. Dans un premier temps, nous avons testé les structures VECSELs fabriquées au laboratoire LPN-CNRS dans le but de sélectionner la structure la plus performante pour notre cavité finale. La structure sélectionnée fournit une puissance de sortie ~200 mW avec un schéma d’évacuation de chaleur à travers le miroir de Bragg. Il est nécessaire de générer un décalage fréquentiel autour de 11 GHz, pour cela, dans un second temps, nous avons calculé l’accordabilité du décalage fréquentiel par plusieurs façons (la rotation de la lame biréfringente, la variation de la longueur de cavité et la variation de la température du cristal biréfringent). Nous avons trouvé qu’une accordabilité grossière (de l’ordre du GHz) peut-être assurée avec la rotation de la lame biréfringente alors qu’une accordabilité plus fine (de l’ordre de MHz) peut-être assurée avec la variation de la température du cristal ainsi que la variation de la longueur de cavité. Dans un troisième temps, nous avons démontré la possibilité de réaliser une émission bi-fréquence avec nos structures semi conductrices, néanmoins l’émission obtenue était instable. Après l’optimisation de la table optique l’émission obtenue observée sur un analyseur de spectre optique (avec une résolution de 1 GHz) était stable. Un meilleur contrôle de la stabilité de l’émission bi-fréquence est assuré avec la focalisation du diamètre du spot de pompage. Pour obtenir de faibles diamètres du spot de pompage, nous avons utilisé une diode laser de pompage monomode qui permet de pomper le mode fondamental de cavité. Les puissances de sorties ont été examinées. Nous avons remarqué qu’une puissance de sortie de 50 mW peut être obtenue en optimisant la réflectivité du miroir de sortie ainsi que la fonction de filtre et l’ISL de l’étalon Fabry-Pérot. Dans un quatrième temps nous avons examiné la stabilité de l’émission bi-fréquence avec une résolution ~ 1 GHz pour de différentes valeurs de recouvrement spatial entre les modes de cavité. Une émission bi-fréquence stable était observée avec un coefficient de recouvrement spatial allant jusqu’à 70%. Une examination de la stabilité avec une résolution de l’ordre de kHz était réalisée. Nous avons observé une largeur de raie de 200 kHz. Pour estimer la dérive du battement fréquentiel sur des temps longs, nous avons examiné l’évolution de l’enveloppe fréquentielle sur des intervalles temporels d’une minute. Une dérive de 0.8 MHz/minute était observée / In this thesis, we focus on the development of a dual-frequency VECSEL source operating at 1550 nm for Brillouin based optical fiber sensors. We present the design and the realization of this dual-frequency source. We compare the obtained results to the recommended specifications for Brillouin fiber sensors. In a first step, we have examined the output power of VECSEL structures fabricated in the LPN-CNRS labs. The selected structure ensure an output power of ~200mW using a downward heat dissipation scheme. For our application, it is crucial to ensure a frequency difference between the two cavity modes close to 11 GHz. For this reason, in a second step, we have calculated the frequency difference tunability with several ways (rotation of the birefringent crystal, temperature variation of the birefringent crystal and cavity length variation). A large tunability (GHz order) is ensured when the birefringent crystal is rotated. A weak tunability (MHz order) is ensured by varying the cavity length and the crystal temperature. In a third step, we have demonstrated the realization of a dual-frequency VECSEL at 1550 nm; however, the obtained laser emission was unstable. By optimizing our optical table, the observed dual frequency emission was stable (using a resolution ~1 GHz). A better control of the laser emission stability is ensured by a better focalization of the pump spot diameter. For this reason we have used a single mode laser diode as a pump source. This type of source ensures the pumping of the fundamental cavity modes only. By examining the influence of intra cavity elements on output powers, we have concluded that, an output power around 50 mW can be obtained using an output coupler of 99% reflectivity and a Fabry-Perot etalon with FSR= 15 nm and filter function close to 0.56 nm at 99.5% transmission. In a fourth step, we have examined the stability of the dual-frequency emission with a resolution ~1 GHz for different values of the coupling constant coefficient. A stable dual-frequency emission is obtained with a coupling coefficient between the modes up to 70 %. By investigating the stability with a kHz resolution we have obtained a FHWM close to 200 kHz.To estimate the jitter of the beat frequency obtained we have examined the evolution of the frequency envelope over a minute. A jitter of 0.8 MHz/minute was observed

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The object of this thesis is the study of nanostructured thin films using inelastic fight scattering and elastic x-ray scattering techniques. Their use in combination with other techniques is a powerful tool for the investigation of nanostructured materials. X-ray, Raman and Brillouin characterisation of cluster-assembled carbon films, promising for applications in the field of catalysis, hydrogen storage and field emission, is here presented. X-ray reflectivity (XRR) provided a measure of the density. Raman spectroscopy showed that the local bonding in these amorphous films depends on the size distribution of the clusters and that it is possible to select the cluster size in order to grow films with tailored properties. Brillouin scattering provided a characterisation at the mesoscopic scale and an estimate of the elastic constants, revealing a very soft material. XRR was employed to study density, layering and roughness of a wide range of amorphous carbon films grown with different techniques. Some films possess an internal layering due to plasma instabilities in the deposition apparatus. By comparing XRR with Electron Energy Loss Spectroscopy, a unique value for the electron "effective mass" was deduced and a general relationship between sp(^3)-content and density was found. XRR and H effusion were used to determine the hydrogen content. A study of the size-dependent melting temperature in tin nanoparticle thin films was undertaken with a combined use of X-Ray Diffraction (XRD) and light scattering. A redshift in the position of a Rayleigh peak in the temperature-dependent Brillouin measurements was shown to be related to the melting of the nanoparticles and explained by an effective medium model. XRD also provided information on the low-level of stress in the particles. Low-frequency Raman scattering was used to study the behaviour of the acoustic modes of a single particle as a function of temperature.

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