An optical frequency comb is a structure of equidistant, coherent spectral components which can be thought of as a large array of individual phase-locked laser sources. Their utilization in precision spectroscopy garnering part of the 2005 Nobel prize, optical frequency combs constitute a relatively novel technology with a large number of potential and actual applications. The research interest grew further with the 2007 discovery of comb structures in microresonators enclosing a nonlinear Kerr medium pumped by an external continuous wave laser, offering both substantially wider combs and the prospect of chip-scale integration. In this thesis work, the modeling of frequency comb spectra generated through optical Kerr cavities is considered using both an Ikeda map and the mean-field Lugiato-Lefever equation to describe the intracavity field evolution. Derivations of these mathematical models are first reviewed alongside relevant physics. They are then treated analytically to constrain model parameters to regions of interest in the context of Kerr-comb dynamics. Finally, numerical parameter sweeps are conducted in both models with respect to the pump power and frequency detuning, where the Ikeda map is additionally examined in the high-energy regime not faithfully described by the Lugiato-Lefever equation. The produced phase diagrams reveal a complex landscape of dynamics including Turing patterns, temporal cavity solitons, breathers and chaos. Ikeda map parameters in the high-energy regime capable of supporting previously reported super energetic cavity solitons are also investigated. Lastly, the numerical simulation package developed for parameter sweeps is presented.

Les solitons dissipatifs (SD) sont des paquets d'onde auto-localisés qui apparaissent dans les systèmes dissipatifs spatialement étendus. En optique, tous les SD observés jusqu'à présent dans des systèmes propagatifs peuvent être classés en deux catégories, suivant la présence ou non d'un forçage externe, i.e. si la symétrie de phase est brisée ou non. Dans les systèmes forcés, les DS sont accrochés en phase au forçage alors que sans forçage, leur phase est libre et peu dériver en fonction du temps. Dans cette thèse nous étudions la formation d'états localisés propagatifs dans deux systèmes expérimentaux qui diffèrent fondamentalement par la présence ou l'absence d'un forçage externe. Le premier système est un laser à semiconducteur à cavité verticale (VCSEL) soumis à une boucle de rétro-action sélective en fréquence, qui accueille des DS se formant dans la dimension transverse à la propagation (2D). Nous analysons comment la synchronisation des fréquences longitudinales du système (verrouillage modal) peut mener à la formation d'un état localisé dans les trois dimensions : balles de lumière. Le deuxième système est un laser en anneau à semi-conducteur fortement multimode le long de la propagation, et forcé par une injection externe. Lorsque le forçage est légèrement désaccordé de la fréquence naturelle du système, il est possible d'observer des états localisés constitués par un tour de phase de 2 pi, immergés dans l'état homogène (synchronisé). Nous reportons ainsi la première observation de SD qui se forment dans la phase de l'onde optique : solitons de phase dissipatifs / Dissipative solitons (DS) are self-localized wave-packets appearing in spatially extended dissipative systems. In optics, all the DS that have been observed in propagative systems can be cast in two categories, depending on the presence or absence of an external forcing, i.e. the phase symmetry is broken or not. In forced systems, DS are locked in phase to forcing whereas without forcing, their phase is free an can wander in the course of time. In this thesis, we study the formation of propagative DS in two different experimental systems that fundamentally differ from the presence or lack of an external forcing. The first one is a Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) submitted to a frequency selective feedback, in which DS form in the transverse plane of the system (2D). We analyze how the synchronization of the longitudinal frequencies (mode-locking) can give rise to tri-dimensionnal localization of light: light bullets. The second system is a highly multimode semiconductor ring laser with external forcing, whose spatial extension takes place along the propagation dimension. When the forcing frequency is slightly detuned from the natural frequency of the system, we can see the appearance of self-confined 2 pi phase rotations embedded in a homogeneous (synchronized) state. We then report on the first observation of DS that form in the phase of the optical wave : dissipative phase solitons