Pour ´etudier la dynamique temporelle des d´emarrages la cellule de Pockels d´ecrite dans la partie pr´ec´edente est utilis´ee comme interrupteur plac´e en amont de l’OPO sur le faisceau de pompe. Une photodiode est plac´ee en sortie de l’OPO pour enregistrer les variations d’intensit´e signal. Les impulsions de pompe sont ´egalement enregistr´ees, apr`es leur passage dans le cristal non lin´eaire et apr`es leur passage par un cube polariseur. Le r´eglage du cube polariseur est choisi
3.2 Construction des oscillations de fa¸con `a ce que lorsque la polarisation du faisceau pompe n’est pas adapt´ee pour l’OPO, soit lorsque l’interrupteur est ´eteint, l’intensit´e de pompe mesur´ee apr`es le cube polariseur soit la plus basse possible. Lorsque la polarisation est modifi´ee pour permettre le pompage de l’OPO, l’intensit´e mesur´ee apr`es le cube polariseur est ´elev´ee. Cette mesure nous sert de r´ef´erence pour connaˆıtre le moment exact d’allumage de l’OPO, soit le d´emarrage du pompage efficace de l’OPO. Le sch´ema du montage utilis´e est repr´esent´e sur lafigure 3.6.
Photodiode Oscilloscope Pompe OPO
Cellule de Pockels
Photodiode
Figure 3.6: Sch´ema du montage d’observation des d´emarrages de l’OPO. La cellule de Pockels est aliment´ee en tension et sert d’interrupteur pour l’OPO.
La figure 3.7 montre les traces enregistr´ees `a l’oscilloscope. La trace rouge correspond `a la mesure de la puissance de pompe apr`es passage dans l’OPO et apr`es le cube polariseur. Pour des temps n´egatifs les impulsions de pompe sont de faible intensit´e, la pompe est filtr´ee par le cube polariseur et l’OPO est sous le seuil d’oscillation. Lorsque la polarisation de la pompe est chang´ee, grˆace `a la tension appliqu´ee `a la cellule de Pockels, les intensit´es de pompe sont ´elev´ees.
Le z´ero de l’´echelle temporelle est choisi par rapport `a la mesure de la pompe. Le montage permet d’obtenir des informations sur la dynamique de d´emarrage de l’OPO. L’intensit´e de pompe d´ecroˆıt apr`es le d´emarrage, ce qui correspond `a la d´epl´etion de la pompe avec la cr´eation des ondes signal et compl´ementaire. Cette mesure nous donne donc ´egalement une indication qualitative sur la d´epl´etion de la pompe lorsque l’OPO fonctionne. Ici on n’observe pas de reconversion pour reformer de la pompe.
La puissance du signal en sortie de l’OPO peut ˆetre mesur´ee directement sur une photodiode pendant le d´emarrage pour obtenir des informations sur la dur´ee du r´egime transitoire au d´emarrage de l’OPO. La dur´ee entre la premi`ere impulsion de pompe dans le cristal non lin´eaire et la premi`ere impulsion signal d´etect´ee pour diff´erents taux de pompage est rapport´ee sur la figure3.8(a). Le temps de construction des premi`eres oscillations d´etectables passe d’une valeur de 850 ns, soit 650 tours de cavit´es, pour un pompage de deux fois la valeur du seuil `a une valeur proche de 26 ns soit seulement 2 tours de cavit´e pour des taux de pompage de l’ordre de huit fois la puissance de seuil. Pour de forts taux de pompage, l’oscillation param´etrique peut ˆetre d´etect´ee tr`es rapidement, apr`es seulement deux passages dans le cristal non lin´eaire.
La figure 3.8 (b) rapporte le temps n´ecessaire pour atteindre 80 % de l’amplitude maximale des pics en r´egime stationnaire, et montre une d´ecroissance exponentielle (d´ecroissance lin´eaire
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,0
0,2 0,4 0,6 0,8
1,0 � �����
� ������
��������������������
������ ����
Figure 3.7: Acquisition `a l’oscilloscope des impulsions de pompe apr`es passage dans le cristal non lin´eaire et un cube polariseur en rouge, et des impulsions signal en sortie de la fibre dispersive en noir. La mesure est r´ealis´ee pendant l’´etablissement des oscillations avec le r´eseau G1 dans la cavit´e, pour un taux de pompage de 3.
avec une ´echelle logarithmique) du temps de construction mesur´e avec le taux de pompage, comme le pr´edit l’´equation 2.1. Une puissance ´egale `a 80 % de la puissance stationnaire peut ˆetre atteinte en quelques centaines de nanosecondes (soit quelques dizaines de tour de cavit´e) pour des taux de pompage ´elev´es.
Toutefois, le temps d’´etablissement du r´egime stationnaire n’est pas d´etaill´e ici. Pour des taux de pompage importants, on peut observer un d´epassement de la puissance du r´egime sta-tionnaire, qui rallonge le temps d’´etablissement du r´egime stasta-tionnaire, comme le cas montr´e sur lafigure3.9 (b). C’est pour cela que le crit`ere choisi ici correspond au temps pour atteindre 80 % de la puissance du r´egime stationnaire, soit le temps n´ecessaire `a la construction d’un signal cons´equent mais pas n´ecessairement d’un r´egime stationnaire. De plus, comme d´ecrit dans la partie2.4, lorsque l’on augmente la puissance de pompe, on observe l’apparition de pics secondaires sur le spectre signal et le comportement de l’OPO pr´esente souvent des modula-tions de la puissance mesur´ee, comme le cas pr´esent´e sur la figure 3.9 (c). On peut voir des modulations de l’intensit´e totale avec une p´eriode qui varie au cours du temps, on n’observe pas n´ecessairement de r´egime stationnaire pour de forts taux de pompage. Les figures 3.9 (b) et (c) correspondent `a deux d´emarrages successifs de l’OPO pour un taux de pompage de 5.
On peut voir que les comportements sont tr`es diff´erents, sans que les param`etres de l’OPO aient chang´es entre les deux acquisitions. L’utilisation d’une photodiode nous donne une infor-mation sur l’intensit´e de chaque impulsion signal en sortie de l’OPO. Pour ´etudier le r´egime transitoire du d´emarrage de l’oscillation param´etrique dans notre OPO et pour ´etudier les cas de r´egimes instables, le montage bas´e sur la fibre `a forte dispersion pr´esent´e dans la partie
3.2 Construction des oscillations
Figure 3.8: (a) Temps n´ecessaire pour d´etecter une impulsion signal apr`es le d´emarrage de la pompe et (b) temps n´ecessaire pour atteindre 80 % de l’intensit´e maximale en r´egime station-naire, en fonction du taux de pompage. Le coupleur de sortie de r´eflectivit´e 90 % est utilis´e ici. Les droites pointill´ees correspondent aux ajustements lin´eaires calcul´es `a par-tir des donn´ees exp´erimentales. L’ordonn´ee ´etant une ´echelle logarithmique, le temps de construction d´ecroit de mani`ere exponentielle avec le taux de pompage.
pr´ec´edente est utilis´e. Ce montage permet de compl´eter les informations sur l’intensit´e avec une mesure de la r´epartition de l’´energie pour les diff´erentes composantes spectrale de chaque impulsion signal. Les comportements instables seront ´etudi´es dans la partie3.4. Lafibre `a forte dispersion est d’abord utilis´ee pour ´etudier les propri´et´es spectrales du d´emarrage dans le cas de l’´etablissement d’un r´egime stationnaire stable.
0 40 80
Figure 3.9: Mesure de la puissance du signal en sortie de l’OPO enregistr´e directement sur une photodiode, pour trois d´emarrages avec des taux de pompages diff´erents. Le r´eseau B ou G4 et un chirp positif est utilis´e avec un coupleur de r´eflectivit´e 90 %. La figure (a) correspond `a un taux de pompage ´egal `a deux. Les figures (b) et (c) correspondent `a deux d´emarrages successifs, avec le mˆeme r´eglage de l’OPO et un taux de pompage ´egal
`a cinq.