Design of 2.7 micron wavelength erbium doped ZBLAN lasers based on simulations and experimental evidence

This thesis presents research made on 2.7 um wavelength emitting erbium doped ZBLAN lasers as a source of mid-infrared light. Specifically, the goal of this research is to closely study the erbium energy level mechanisms that give rise to gain at 2.7m, in order to model and design an efficient compact laser source with low power requirements. To achieve these goals, a fluorescent source is built to compare resulting spectra at low power with the pumping wavelengths of 980 nm and 790 nm, as well as provide experimental basis for modeling. Subsequently, a free space pumped laser design is tested, however due to the ZBLAN fiber design leading to high losses, the lasing threshold could not be reached. Consequently, a new fiber design is proposed and tested through a computational model of the erbium doped ZBLAN laser.Cette thèse présente des recherches effectuées sur les lasers ZBLAN dopés à l'erbium à2,7 um comme source de lumière infrarouge moyenne. Plus précisément, l'objectif decette recherche est d'étudier de près les mécanismes du niveau d'énergie de l'erbium qui donnent lieu à un gain a 2,7 m, àfin de modéliser et de concevoir une source laser compacte efficace avec de faibles besoins en énergie. Pour atteindre ces objectifs,une source fluorescente est construite pour comparer les spectres résultants a faible puissance avec les longueurs d'onde de pompage de 980 nm et 790 nm, ainsi que fournir une base expérimentale pour la modélisation. Par la suite, nous testons une conception laser pompée en éspace libre, mais en raison de la conception de la fibreZBLAN conduisant à des pertes élevées, nous n'avons pu atteindre le seuil d'émissionlaser. Par conséquent, une nouvelle conception de fibre est proposée et testée à l'aided'un modèle de calcul du laser ZBLAN dopé à l'erbium