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بســــم هللا الرحـمان الرحيـــم Présenté par : Djari Safa Karima Bennouioua Aff

بســــم هللا الرحـمان الرحيـــم Présenté par : Djari Safa Karima Bennouioua Affaf Daghbouche Amina Laser à fibre optique double gaine République Algérienne Démocratique et Populaire Université Ferhat Abbes Sétif Institut d’optique et mécanique de précision Thème : Pour étudier ce thème on a utilisé les mots clés suivants : Laser Fibre optique Laser à fibre Fibre double gaine Laser haute puissance Mots clés Introduction Généralités sur les lasers 1/c’est quoi un laser? 2/types de Laser 3/ Laser à fibre optique Les lasers à fibre double gaine 1/ Qu’est ce qu’une fibre optique 2/ Fibre double gaine 3/ Evaluation de la FDG 4/ Techniques d’injections 5/ Laser à fibre optique double gaine 6/ Les avantages du Laser FDG 7/Les applications Conclusion Bibliographe Plan de travail  la démonstration théorique du phénomène d’émission stimulé en 1915 par A. Einstein marque le début de la compréhension de l’effet Laser. Ces travaux ont permis la mise en place du concept d’amplification de la lumière par émission stimulée.  Depuis quelques années la puissance de sortie maximale des lasers à fibres a connu une progression fulgurante grâce aux fibres à double gaine .Ces avancements, ainsi que les améliorations enregistrées au niveau des pompes laser multi modes à semi-conducteurs et des dispositifs de couplage ont permis d'atteindre de hauts niveaux de puissance. Dans notre présentation on a étudier brièvement ce genre de laser Introduction GENERALITES SUR LES LASERS LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation En français : Amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement  Le laser est un dispositif qui produit ou amplifie un rayonnement cohérent pour des longueurs d’onde situées dans les domaines infrarouge , visible , ultraviolet du spectre électromagnétique.[11] Qu’est-ce qu’un Laser? Fig(1) : un laser L’effet laser est basé sur 3 éléments fondamentaux: Fig(2): les éléments de base d’un effet laser[11]  Un milieu amplificateur Une source d’énergie externe :pompage Cavite résonnante Selon le milieu amplificateur :[6] Fig(6)Laser à fibre Fig(5):Diode Laser Fig(4):Laser solide Fig(3):Laser à gaz Quelque types de Lasers:  Selon le mode pompage [6]: Lasers pompées par lampes flashs Lasers pompées électriquement Lasers pompées par d’autres lasers Dans ce type de laser le milieu amplificateur est une fibre dopée au ions terre rare ,le pompage de ces lasers peut être longitudinal ou transverse . Les cavités peuvent être très variés selon le type de laser que l’on souhaite développé. Une des caractéristique principales d’un laser à fibre est le confinement de l’onde dans la structure guidante.[2] Laser à fibre optique Les lasers à fibre double gaine Une fibre optique est un guide d’onde de symétrie cylindrique; qui est constitué d’un cœur d’indice de réfraction (n1),entouré d’une gaine d’indice de réfraction (n2) plus faible que (n1).[2] Fig(7): Structure d’une fibre optique [4] Qu’est-ce qu’une fibre optique  Une fibre à double gaine présente une structure très simple ; elle est composée d’un cœur actif monomode d’indice de réfraction nc dans lequel le signal est confiné. La pompe se propage dans une première gaine multimode en silice pure dont l’indice de réfraction est ng1 qui est entouré d’une deuxième gaine dont ng1<ng2 .[5] fig(3): Structure d’un fibre double gaine [4] [5] Fibre à double gaine  Les formes géométrique de fibre double gaine ( gaine interne) [4] : Cœur excentré rectangulaire en D en fleur polygonale Il ya 2 manière du propagation des rayons dans une fibre à double gaine circulaire[4]: (a) Rayon hélicoïdal (b) Rayon méridional Evaluation de la structure FDG Les différentes type d’injection dans les fibres double- gaine[1] : Fig(4): Pompage longitudinal par un bout de la fibre[7] Fig(5):Pompage transversal à travers un prisme[7] Fig(6): Pompage à travers un coupleurs multi mode [7] Fig(7):Pompage transversal à travers un encoche V [ 9 ] Techniques d’injection:  La structure de fibre double gaine permet d'injecter de fortes puissances pompe dans la première gaine à l'aide de faisceaux de diamètre et d'ouverture numérique plus larges.  Dans Le pompage d'une fibre double gaine par une diode multi mode, la propagation pour la pompe est multimode dans la première gaine.  La pompe est graduellement absorbée par le cœur dopé aux terres rares au cours de sa propagation.  Les photons émis par les ions de terres rares sont confinés dans le cœur où la propagation est monomode. Ce concept permet de réaliser des lasers de puissance [7] Transmission de fibre double gaine : laser à fibre double gaine: Fig(9) : principe de pompage d’une fibre double gaine par diode multimode [7] [5] Réduit fortement les seuils des effets non-linéaires parasites (diffusion Brillouin et Raman)[10] Permet d’atteindre des hauts niveaux de puissance [10] Obtenir un fort rendement à la prise [10,3] Obtenir une efficacité optique optimale[3] Proposer des différentes longueurs d’onde selon la nature des dopants utilisés[10] Avantages du laser à fibre double gaine: On utilise ce type de laser pour: Découpage Usinage Marquage Soudure LIDAR Chirurgie Les application de laser à fibre double gaine [10]  En conclusion, on retient:  l’importance des ﬁbres double gaine est la réalisation des lasers à fortes puissances.  Le Laser à fibre double gaine est très stable et a une grande efficacité optique.  Ce sont des laser industriel compacts ,fiables ayant d’excellentes qualités optiques permettant un usinage précis.  Leurs configurations présente l’avantage de transformer d’une manière efficace un faisceau multimode de forte puissance issu des diodes laser SC, en un faisceau monomode Conclusion générale BIBLIOGRAPHIE [1]:S.Bordais ,Etude des amplificateurs et laser 1m de fort puissance à base de fibre double gaine dopée Ytterbium. physics. Université Rennes 1,2002.French. [2]:Boudia .N,Etude d’un laser complètement fibre passivement Q –déclenché en mode locking ,mémoire de magistère, département physique, université Tizi-Ouzou( Algérie) , 2011. [3]:P.Bourdon, Montée en puissance les lasers à fibre :l’etat de l’art et perspectives, journées de l’optique, Réseau optique et photonique ,9/10/07-11/10/07, Onera. [4]:J.boullet, Lasers à fibres à profile de gain descretise adaptes à l’emission de fortes puissance, thèse docteura spécialité photonique,Université Limoges, 2006. [5]:Elena Olmedo Herro , Nonlinear effects in high-power double-clad Er3+/Yb3+ fiber lasers and amplifiers. domain-other.Télécom ParisTech,2003.English. [6]:Martina Knoop, Différents types de laser, CNRS/Universitéde Provence. 2009/10. [7]:A.Hideur, Etude et réalisation de lasers à fibre de puissance, PHYSIQUE-OPTRONIQUE, Université de Rouen,12/2001. [8]:M. Salhi, H.Leblond et F.Sanchez, Laser à fibre double gaine dopée erbium accordable , laboratoire POMA. Université d’angers. [9]: G. CANAT,Conception et réalisation d'une source impulsionnelle à fibre dopée Erbium- Ytterbium millijoule de grande brillance spectrale ,Thèse Docteura Spécialité Lasers et optoélectronique , L’école nationale supérieure de l’aéronautique et lespace ,12/2006. [10]: P.Besnard,P.Favennec, Le Laser et ses applications: 50 ans après son invention ,Edition.Lavoisier ,Paris ,2011. [11]:C.Delsart, Lasers et optique non linéaire, Edition.Ellipses , Paris,2008. Merci pour votre attention uploads/Litterature/ fibres-optiques.pdf