Thèse Oscillateur Mamyshev Fibré en Régime Transitoire H/F - Doctorat_Gouv

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : Physique des Lasers, Atomes et Molécules
Direction de la thèse : Olivier VANVINCQ ORCID 0000000163256909
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-07-31T23:59:59

Les oscillateurs Mamyshev sont un type d'architecture laser impulsionnel dont la cavité est constituée d'une paire de filtres décalés en longueur d'onde et séparés par des fibres amplificatrices. Le verrouillage de mode est assuré par le fait que seules les impulsions possédant une puissance crête élevée sont suffisamment élargie spectralement par effet Kerr pour pouvoir passer successivement à travers les deux filtres. Les performances des oscillateurs Mamyshev sont intéressantes puisqu'il est possible de générer, après recompression, des impulsions femtosecondes avec une puissance crête de l'ordre de plusieurs MW. Ces oscillateurs sont donc de bons candidats pour l'imagerie non-linéaire biomédicale ou le traitement des matériaux.
Toutefois, même si l'architecture d'une cavité Mamyshev peut paraitre simple, il est possible d'observer différents régimes : fondamental, harmonique mais aussi état lié à impulsions liées, double-période ou chaos. Les régimes fondamental et harmonique sont généralement étudiés en couplant l'équation de Schrödinger non-linéaire avec les équations de taux de l'inversion de population en régime permanent c'est-à dire en considérant que la même impulsion se répète à l'infini. Lors de sa thèse, l'étudiant devra implémenter une méthode numérique pour modéliser le régime transitoire dans le but d'étudier les autres régimes ainsi que le démarrage de l'oscillateur ou les différentes sources de bruit. Cette étude numérique donnera des pistes (concernant les caractéristiques des fibres et des filtres, l'ajout de composants spécifiques dans un bras, etc.) qui seront testées expérimentalement pour obtenir le régime désiré ou pour permettre un démarrage plus aisé de l'oscillateur.

Au sein de l'équipe photonique du PhLAM, cette proposition de thèse fait suite à deux thèses réalisées en collaboration avec le CEA CESTA sur le sujet des oscillateurs Mamyshev. Durant ces thèses, nous avons observé des comportements qui ne pouvaient pas être expliqués avec le code numérique en régime permanent élaboré par l'équipe. En étudiant le régime transitoire de l'oscillateur, nous espérons comprendre comment mieux contrôler le régime atteint par l'oscillateur et cerner les principales sources de bruit.

La thèse est constituée d'une partie numérique et d'une partie expérimentale.
- D'un point de vue numérique : extension du code existant pour modéliser l'oscillateur Mamyshev en régime transitoire
- D'un point de vue expérimental : montage d'un oscillateur Mamyshev et vérification des prévisions obtenues par le code numérique

Bases de l'optique ondulatoire et d'électromagnétisme
Bases de programmation et de résolution numérique d'équations différentielles