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Photo-noircissement dans les fibres optiques dopées au thulium pompées à 1,07 µm

Thèse Jean-François LUPI

Vendredi 18 novembre 2016

à 14h en salle C. Brot

Ce travail de thèse, réalisé au Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (LPMC), s’inscrit dans le contexte des nouveaux lasers et amplificateurs à fibre optique opérant dans le visible. Ce domaine de longueurs d’onde est actuellement en plein essor pour un grand nombre d’applications. Cependant, le développement de telles fibres est limité par des phénomènes tels que le photo-noircissement. Ce phénomène consiste en la perte de transparence du matériau au cours de son utilisation sous pompage optique. Cette thèse a été consacrée à l’étude et à la résolution des problèmes de photo-noircissement des fibres optique de silice dopées à l’aluminium et au thulium, sous pompage optique à 1,07 µm. Au cours de cette thèse, une nouvelle méthode de fabrication spécifique à nos besoins a été développée et mise en œuvre au LPMC. Une étude systématique du rôle de la concentration en thulium dans les mécanismes de photo-noircissement a été menée. Le rôle du co-dopage avec de l’aluminium, du cérium ou du lanthane a aussi été analysé par des études systématiques. Le photo-noircissement est imputé à la génération de centres colorés par le pompage. Une fois créés, ces centres colorés peuvent être blanchis par la pompe. Un modèle phénoménologique sur la dynamique du photo-noircissement permet de discuter séparément de la génération et du blanchiment. Au cours de ce travail, il a été montré que l’augmentation de la concentration en thulium et/ou la puissance de pompe a pour effet d’améliorer le phénomène de génération. À l’opposé, l’augmentation de la concentration en aluminium ou en cérium ou en lanthane a pour effet d’améliorer les mécanismes de blanchiment. La mise en évidence et la compréhension de ces mécanismes ouvrent la voie vers des nouveaux lasers et amplificateurs à fibre optique dans le domaine du visible.