Modulation de phase controlée dans les fibres optiques monomodales

Résumé

La propagation d'une impulsion laser de profil énergétique temporel P(t) dans une fibre optique monomodale s'accompagne, par effet Kerr optique, d'une modulation de phase qui s'accumule tout au long de la fibre. Sous certaines conditions particulières, ce déphasage est proportionnel áP(t): la loi de modulation de fréquences que présente l'impulsion à l'extrémité de la fibre est alors proportionnelle à la dérivée par rapport au temps du profil énergétique temporel de l'impulsion injectée à l'entrée de la fibre. Dans cet article, nous décrivons des expériences d'automodulation de fréquences d'impulsions présentant des profils temporels énergétiques variés et contrôlés. Les résultats expérimentaux obtenus sont en bon accord avec les prévisions analytiques formulés par Stolen et Chinlon Lin; ici, nous les expliquons dans le cadre d'une interprétation inédite de quelques propriétés des spectres d'impulsions peu modulées en amplitude, largement modulées en phase.

Abstract

In single-mode fibres, the propagation of laser pulses with temporal energy profile P(t) induces a self-phase modulation (due to the optical Kerr effect) which increases along the fibre. Under particular conditions this phase shift is proportional to the derivative of the temporal energy pulse profile at the fibre input. In this paper we describe experiments on self-frequency modulation with laser pulses which exhibit various controlled temporal energy profiles. The experimental results agree quite well with analytic calculations previously given by Stolen and Chinlon Lin; here, they are explained within the framework of a new geometrical interpretation of various properties of pulse spectra which exhibit smooth amplitude modulation and large phase modulation.