Conception du chemin optique rectangulairelasers pulsés
Aperçu de la conception des chemins optiques
Laser à fibre dopée au thulium à résonance solitonique dissipative à double longueur d'onde et à verrouillage de mode passif, basé sur une structure de miroir annulaire à fibre non linéaire.
2. Description du trajet optique
Le soliton dissipatif résonant à double longueur d'onde dopé au thuliumlaser à fibreadopte une conception de structure de cavité en forme de « 8 » (Figure 1).
La partie gauche constitue la boucle unidirectionnelle principale, tandis que la partie droite est une structure de miroir en boucle à fibre optique non linéaire. La boucle unidirectionnelle gauche comprend un séparateur de faisceau, une fibre optique dopée au thulium de 2,7 m (SM-TDF-10P130-HE), un coupleur de fibre optique à bande 2 μm avec un coefficient de couplage de 90:10, un isolateur dépendant de la polarisation (PDI), deux contrôleurs de polarisation (PC) et une fibre à maintien de polarisation (PMF) de 0,41 m. La structure de miroir annulaire à fibre optique non linéaire de droite est obtenue en couplant la lumière de la boucle unidirectionnelle gauche au miroir annulaire à fibre optique non linéaire de droite via un coupleur optique 2×2 avec un coefficient de 90:10. Cette structure comprend une fibre optique de 75 mètres (SMF-28e) et un contrôleur de polarisation. Une fibre optique monomode de 75 mètres est utilisée pour amplifier l'effet non linéaire. Un coupleur optique 90:10 est employé afin d'accroître la différence de phase non linéaire entre la propagation horaire et antihoraire. La longueur totale de cette structure bi-longueur d'onde est de 89,5 mètres. Dans ce montage expérimental, la lumière de pompe traverse d'abord un combineur de faisceaux pour atteindre le milieu amplificateur, une fibre optique dopée au thulium. Après cette fibre, un coupleur 90:10 est connecté afin de faire circuler 90 % de l'énergie à l'intérieur de la cavité et d'en extraire les 10 % restants. Simultanément, un filtre de Lyot biréfringent, composé d'une fibre optique à maintien de polarisation placée entre deux contrôleurs de polarisation et un polariseur, assure le filtrage des longueurs d'onde spectrales.
3. Connaissances de base
Actuellement, deux méthodes principales permettent d'augmenter l'énergie des impulsions laser. La première consiste à réduire directement les effets non linéaires, notamment en diminuant la puissance crête des impulsions par diverses techniques, telles que la gestion de la dispersion pour les impulsions étirées, les oscillateurs à fréquence modulée géante et les lasers à impulsions à division de faisceau. La seconde vise à rechercher de nouveaux mécanismes capables de tolérer une plus grande accumulation de phase non linéaire, comme l'autosimilarité et les impulsions rectangulaires. La méthode susmentionnée permet d'amplifier efficacement l'énergie des impulsions.laser pulséL'énergie peut atteindre plusieurs dizaines de nanojoules. La résonance solitonique dissipative (RSD) est un mécanisme de formation d'impulsions rectangulaires proposé initialement par N. Akhmediev et al. en 2008. La caractéristique des impulsions de résonance solitonique dissipative est que, pour une amplitude constante, la largeur et l'énergie de l'impulsion rectangulaire non divisée augmentent de façon monotone avec la puissance de la pompe. Ceci permet, dans une certaine mesure, de dépasser la limitation de la théorie solitonique traditionnelle concernant l'énergie d'une impulsion unique. La résonance solitonique dissipative peut être obtenue en exploitant l'absorption saturée et l'absorption saturée inverse, notamment l'effet de rotation de polarisation non linéaire (RPN) et l'effet de miroir annulaire non linéaire (EMNL). La plupart des études sur la génération d'impulsions de résonance solitonique dissipative reposent sur ces deux mécanismes de verrouillage de mode.
Date de publication : 9 octobre 2025