Fibres microstructurées pour l’adaptation de modes et applicationsDirection de thèse : Constance VALENTIN (PhLAM-IRCICA)

Téléphone : 03 62 53 16 45

Yves QUIQUEMPOIS (PhLAM-IRCICA)

Téléphone : 03 62 53 15 44

Laboratoire(s) de Rattachement : PhLAM – IRCICA
(www.phlam.univ-lille1.fr)
(www.iricica.univ-lille1.fr)

Programme(s) de Rattachement : Campus Intelligence Ambiante (CPER)

SUJET DE THESE

Depuis deux décennies, les fibres à cristal photonique n’ont cessé de révolutionner le domaine de la photonique. Les exemples les plus connus sont la génération de supercontinuum (laser blanc), ainsi que le confinement efficace de la lumière dans un cœur creux. Ces fibres sont également de bons candidats pour le transport de fortes puissances lumineuses (fibres à grande aire effective). La conception de fibres à grande aire effective et monomodes, nécessaire pour préserver la qualité de faisceau, reste cependant un défi à relever. En effet, l’augmentation d’aire effective se traduit notamment par l’apparition de modes guidés d’ordre supérieur qui nuisent à la qualité du faisceau. Une autre façon d’accroitre la quantité d’énergie transportée par un mode est de modifier son profil d’intensité transverse. Un profil type « plat » plutôt que « gaussien » permet d’améliorer significativement l’énergie transportée. De telles fibres constituent une alternative crédible aux solutions envisagées dans le domaine industriel pour notamment la découpe laser (micro-usinage) et dans le cadre du premier étage d’amplification du laser MegaJoule (CEA) où un profil plat est nécessaire pour des raisons de compatibilité avec les cristaux amplificateurs utilisés.
Le travail proposé concerne la conception de fibres permettant (i) de convertir un mode gaussien en un mode fondamental de profil transverse plat et (ii) de le propager, tout en conservant la polarisation du laser (fibre à maintien de polarisation). Une partie du travail sera focalisée notamment sur la modélisation des contraintes mécaniques que l’on doit imposer à l’intérieur de la fibre (addition de barreaux de contrainte) pour rendre la fibre biréfringente tout en conservant un profil d’intensité intéressant (plat). Une deuxième partie du travail concerne la conception de fibres amplificatrices guidant un mode plat.
Les fibres développées dans le cadre de cette étude théorique seront ensuite réalisées grâce à la centrale technologique de l’institut IRCICA.
Une dernière partie du travail sera dédiée à la caractérisation de ces fibres. Une collaboration avec le milieu industriel et/ou académique sera envisagée (CEA- CESTA (Bordeaux) et des industriels notamment pour la découpe laser).
Le (la) candidat(e) pourra s’appuyer sur les connaissances développées par l’équipe photonique du PhLAM que ce soit en termes de fabrication, de calcul numérique et de caractérisation expérimentale.

Compétences attendues : Le (la) candidat(e) devra posséder de bonnes connaissances générales sur la propagation des faisceaux laser dans les fibres optiques.
Domaine de recherche : Fibres optiques microstructurées