Il y a maintenant des dizaines d'années que les lasers visibles ont fait leur entrée sur le marché et que leur utilité est aussi bien reconnue en sciences fondamentales qu'en sciences appliquées. Ces derniers sont en effet notamment utilisés pour effectuer des traitements médicaux, pour faire avancer la recherche dans le secteur biomédical, pour procéder à l'usinage de matériaux et pour communiquer sous l'eau. Bien que l'utilisation des lasers visibles soit largement répandue, les sources actuellement disponibles comportent toujours des failles majeures en matière de performances, de simplicité et de robustesse. Alors que les fibres optiques dopées aux ions de lanthanides ont la capacité de générer des signaux laser d'une qualité impeccable à travers des montages simples, compacts et robustes, ces dernières ont le potentiel de révolutionner l'industrie des lasers visibles. Cette thèse porte sur le développement de lasers à fibre optique opérant dans la région visible du spectre électromagnétique. L'opération de tels lasers est étudiée en régime continu ainsi qu'en régime pulsé, de manière à générer des impulsions ultrabrèves. Le premier chapitre de cette thèse porte sur le développement d'un laser basé sur une fibre de verre fluoré dopée au praséodyme triplement ionisé opérant en régime continu à 635 nm. Ce laser, qui génère la plus haute puissance rapportée à ce jour pour un laser à fibre visible monomode, possède une architecture entièrement monolithique, ce qui ouvre la voie au développement de lasers visibles fiables, compacts et à hautes puissances. Le chapitre suivant présente un laser basé sur une fibre de silice dopée au dysprosium triplement ionisé opérant en régime continu à 585 nm. Le système laser proposé repose sur ce que l'on peut sans doute décrire comme l'installation la plus robuste, la plus solide et la plus simple rapportée à ce jour pour un laser à fibre visible, en plus de battre le record de puissance pour les lasers à fibre de silice visibles. Alors que l'irradiation de la pompe provoque du photo-noircissement, une réduction significative des pertes photo-induites est démontrée grâce à un processus de photo-blanchiment. Le dernier chapitre de cette thèse est consacré au développement du premier laser à fibre visible générant des impulsions femtosecondes, ce qui constitue une avancée majeure dans le domaine des lasers à fibre visibles. La démonstration est basée sur la rotation non linéaire de la polarisation dans une fibre monomode de verre fluoré dopée au praséodyme triplement ionisé opérant à 635 nm. / Visible lasers have now been on the market for decades, and their usefulness in both fundamental and applied sciences is well recognized. They are for instance used for medical treatments, biomedical research, material processing and underwater communications. Although the use of visible lasers is widely spread, currently available sources still have major shortcomings in terms of performance, simplicity and robustness. While lanthanide-doped optical fibers have the ability to generate laser signals of impeccable quality through simple, compact and robust assemblies, they have the potential to revolutionize the visible laser industry. This thesis focuses on the development of fiber lasers operating in the visible region of the electromagnetic spectrum. The operation of such lasers is studied in both continuous and pulsed modes, so as to generate ultra-short pulses. The first chapter of this thesis deals with the development of a laser based on a praseodymium-doped fluoride fiber operating in the continuous wave regime at 635 nm. This laser, which generates the highest power reported to date for a single-mode visible fiber laser, features a fully monolithic architecture, paving the way for the development of reliable, compact, and high-power visible lasers. The following chapter presents a laser based on a dysprosium-doped silica fiber operating in the continuous wave regime at 585 nm. The proposed laser system is based on what can arguably be described as the most rugged, robust and simple setup reported to date for a visible fiber laser, and breaks the power record for visible silica fiber lasers. While irradiation of the pump causes photodarkening, a significant reduction in photo-induced losses is demonstrated via a photobleaching process. The final chapter of this thesis is devoted to the development of the first visible fiber laser to generate femtosecond pulses, representing a major breakthrough in the field of visible fiber lasers. The demonstration is based on non-linear polarization rotation in a single-mode praseodymium-doped fluoride fiber operating at 635 nm.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/144083 |
| Date | 17 May 2024 |
| Creators | Lord, Marie-Pier |
| Contributors | Vallée, Réal, Bernier, Martin |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Thèse de doctorat |
| Format | 1 ressource en ligne (xviii, 162 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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