L’influence de la pré-compensation de front d’onde sur le phénomène de thermalisation de la population modale a été étudiée numériquement. L’étude de la dynamique de la synthèse modale assistée par autonettoyage Kerr a mis en évidence les différentes puissances seuils nécessaires à la synthèse des modes ciblés. L’effet Kerr assiste le processus d’optimisation pour converger vers un champ avec une excellente correspondance avec le mode ciblé, impossible à obtenir en régime de propagation linéaire dans les mêmes conditions.
Ainsi, 6 modes d’ordre bas, en plus du mode fondamental, ont pu être synthétisés par ce dispositif d’optique adaptative en sortie de fibre GRIN. Ce dispositif a permis d’étudier le phénomène d’autonettoyage par effet Kerr en l’appliquant à la synthèse d’autres modes que le fondamental. Dans un premier temps, les paramètres du système d’injection, de l’algorithme d’optimisation et de la fonction objectif ont été optimisés pour assurer une convergence rapide du profil de champ propagé vers celui ciblé. Un dispositif d’optimisation adaptative a été développé, intégrant un modulateur spatial de lumière (miroir déformable) pour structurer le front d’onde du faisceau incident à une fibre GRIN de 52 μm de diamètre de cœur, et des caméras en sortie avec lesquelles une fonction objectif a été définie. Ces travaux de thèse sont à la conjonction de ces deux thématiques, en appliquant ces techniques de contrôle spatial de la propagation modale au régime d’autonettoyage par effet Kerr, dans des fibres GRIN. Il conduit, au cours de la propagation dans la fibre, à un transfert progressif de l’énergie des modes propagés vers le mode fondamental, les interactions non linéaires en jeu étant d’autant plus complexes que le nombre de modes guidés est important. Dans le même temps, le phénomène d’autonettoyage par effet Kerr a récemment été observé dans des fibres multimodales à gradient d’indice parabolique (GRIN).
Ces techniques, de pré-compensation de front d’onde, ont démontré leur efficacité avec des rayonnements se propageant en régime linéaire en général, pour par exemple faire de l’imagerie déportée par fibre. Ce n’est pas le seul domaine d’application, aussi nombre de techniques d’optique adaptative ont été développées pour contrôler le profil de champ, généralement tavelé, en sortie de fibre multimodale. Modeling and experiments attest that the shaping is effective even with a highly multimode fiber amplifier carrying up to 127 modes.Ĭette dernière décade, les fibres multimodales ont eu un regain d’intérêt dans la communauté scientifique, lié en grande partie à la possibilité d’augmenter la bande passante de liaisons optiques par les nouvelles techniques de multiplexage spatial. The shaping approach still works under gain saturation, showing the robustness of the method. Tailoring the wavefront to shape the amplified light can also serve to improve the effective gain. Cleaning and narrowing of the amplifier far-field pattern was realized as well. We present experimental results and simulations showing the shaping of a single sharp spot at different places in the output cross-section of an ytterbium-doped fiber amplifier. Profiling of the wavefront was achieved by a deformable mirror in combination with an iterative optimization process. We demonstrate that appropriate structuration of the input beam wavefront can shape the light amplified by a rare-earth-doped multimode fiber. Randomization still applies when scattering or multimode propagation occurs in gain media. Propagation of light in multimode optical fibers usually gives a spatial and temporal randomization of the transmitted field similar to the propagation through scattering media.
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