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COMBINAISON COHERENTE DANS UN LASER FIBRE À DEUX COEURS DOPES Yb
Johan Boullet, Agnès Desfarges-Berthelemot, Vincent Kermène, Dominique Pagnoux et Philippe Roy
IRCOM, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges, France
boullet@ircom.unilim.fr
Bernard Dussardier
LPMC/FOA, Université de Nice Sophia-Antipolis, Parc Valrose, 06108 Nice, France
Résumé: Nous démontrons expérimentalement la combinaison cohérente des
rayonnements issus des deux coeurs d'un laser fibré pompé par la gaine. 96 % de la
puissance de sortie est émise sur le mode fondamental d'un des coeurs, avec une pente
d'efficacité opto-optique de 70 %.
1. Introduction
La montée en puissance des sources lasers fibrées nécessite que l'on travaille sur de nouvelles
architectures, alliant large section du guide amplificateur et propagation monomode de l'onde de signal.
Plusieurs solutions ont déjà été proposées : fibre à très gros coeur et très faible ON (lasers fibrés à LMA
pour large mode area) [1], filtrage des modes d'ordre supérieur par amincissement [2] ou par courbures.
Un autre axe de recherches privilégié est l'amplification parallèle d'un même signal dans plusieurs
guides dopés monomodes dans une même fibre multicoeurs . Ce type de configuration présente de
nombreux avantages comme une augmentation de la puissance de saturation, une diminution des effets
non linéaires, et une diminution de la longueur d'absorption de la pompe. Cependant, les quelques
expériences rapportées dans le domaine des lasers à fibre à coeurs dopés multiples [3,4] montre une
émission d'un mode d'ordre élevé en configuration laser difficilement exploitable car réparti sur plusieurs
lobes d'émission.
Nous rapportons ici une solution originale permettant l'émission du seul mode gaussien d'un des
guides d'un composant fibré bicoeur grâce à la combinaison cohérente des rayonnements issu des deux
milieux amplificateurs.
2. Principe de la méthode de combinaison utilisée:
Le principe de la méthode de combinaison utilisée, détaillée en [5], repose sur l'utilisation conjuguée des
propriétés d'auto-organisation spectrale des lasers assurant l'émission des modes de moindres pertes, et
sur une architecture interférométrique de type Michelson (Fig1.a.). Une rétroaction différentielle sur une
des sorties du coupleur 3 dB est appliquée. Dans cette configuration, seules les fréquences de résonance
conduisant à des interférences constructives sur la voie surtendue de l'interféromètre vont osciller dans la
cavité 3 miroirs. Nous avons ainsi démontré expérimentalement la sommation des puissances de sortie des
2 lasers considérés individuellement.
a)
b)
Fig.1 : Configuration interférométrique utilisée :a) Pour combiner les puissances issues de 2 lasers fibrés b) Dans notre
architecture laser bicoeur.(AFDYb: Amplificateur fibré dopé Ytterbium, DL : Diode Laser)
Cette méthode de combinaison peut être appliquée efficacement pour deux guides se situant dans une
même gaine. Dans la configuration décrite Fig1.b, Les deux coeurs du composant fibré sont couplés
localement par un amincissement de quelques mm.
3. Résultats expérimentaux:
Nous avons conçu une fibre à 2 coeurs parallèles dopés à l'Ytterbium distants de 20 µm, distance
suffisante pour interdire tout échange énergétique entre les 2 coeurs. La géométrie transverse est donnée
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