Abstract FR:

Cette thèse montre l'intérêt de l'amplification optique et des lasers à fibres dopées par des ions de terres-rares pour l'instrumentation et les capteurs à fibres optiques. Nous détaillons les avantages et les inconvénients d'une telle technologie placée dans son contexte d'optique intégrée, ainsi que ses perspectives d'utilisation. Apres rappel de la théorie de la propagation guidée dans les fibres optiques, les technologies permettant de réaliser des fibres optiques dopées sont décrites. Une étude comparative des méthodes d'analyses de préformes et de fibres dopées permettant de déterminer leurs profils de guidage et de dopage est également présentée. Le comportement amplificateur des fibres optiques dopées est ensuite décrit théoriquement en insistant sur les limites fixées par l'élargissement inhomogène de la transition laser. L'évolution du gain intégré de la fibre est mise en évidence en fonction des paramètres influants (longueur, rayon de dopage. . . ) en soulignant l'intérêt d'un rayon de dopage optimisé. Le seuil d'accrochage du laser est modélisé par des équations et des abaques sans dimension déterminant la longueur de fibre optimale en fonction des pertes de la cavité laser. La conception générale du laser à fibre est ensuite synthétisée et les technologies des composants d'optique intégrée adaptés à la fibre amplificatrice le constituant sont comparées. Les techniques expérimentales concernent principalement l'étude de l'accordabilité par excitation sélective de sites et de la limitation du gain par émission stimulée sur la transition de pompage induisant une absorption résiduelle non saturable ; l'étude des effets de transferts dans les fibres dopées par luminescence coopérative : l'étude d'un procédé de changement de valence par irradiation y conduisant à une réduction des ions uranium placés en matrice verre fluoré (zblan) ; la démonstration d'un effet laser à trois niveaux, fonctionnant en régime continu et en contre-réaction externe par réseau