Ultrashort pulse filamentation in transparent optical media (French text)

La filamentation est un phenomene universel observe lors de la propagation d'impulsion laser ultrabreve et intense dans un milieu optique. Plusieurs applications potentielles a la filamentation furent considerees allant de la teledetection de polluant atmospherique a l'ecritude de guide d'onde dans les verres. Cependant, les mecanismes physiques impliques lors de la filamentation sont complexes puisqu'une multitude d'interactions non-lineaires ont lieu simultanement. Du point de vue de l'application, il est important d'avoir une bonne comprehension des mecanismes physiques de la filamentation. La ligne directrice de cette these sera d'approfondir et de mettre a jour certains aspects fondamentaux de la filamentation pour ainsi contribuer a une meilleure comprehension de la physique entourant la filamentation.; L'element principal de notre montage experimental consiste en une chaine laser femtoseconde commerciale. Dans nos travaux, nous avons etudie systematiquement la propagation d'impulsion laser femtoseconde tres intense dans divers milieux optiques, incluant des liquides, des verres et l'air. Les aspects suivant furent etudies en details: la saturation de l'intensite; le reservoir d'energie; la filamentation multiple; l'emission conique; la propagation auto-guidee de l'impulsion; la refocalisation multiple de meme que la competition avec le claquage optique.; Par la mesure du supercontinuum genere dans des materiaux denses, nous avons observe que l'elargissement spectrale maximale vers les hautes frequences demeure inchange sur une gamme d'energie laser variant sur plus de deux ordres de grandeur. Cet elargissement spectral maximal est du a la saturation de l'intensite crete de l'impulsion laser au coeur du filament, laquelle est le resultat d'un equilibre dynamique entre l'autofocalisation et la defocalisation par le plasma genere.; De plus, la distribution spatiale de la lumiere blanche generee dans l'air indique que le supercontinuum obtenu est accompagne d'emission conique pour, les longueurs d'onde subissant un decalage anti-Stokes. Dans le cadre de la filamentation multiple, les sources de lumieres emanant de chacun de ces filaments sont coherentes. Leurs interferences produiront un magnifique patron dont les couleurs s'etendent du bleu a la longueur d'onde fondamentale du laser.; Le role crucial du reservoir d'energie durant la filamentation est egalement demontre theoriquement et experimentalement dans cette these. Ce reservoir d'energie origine d'un transfert d'energie a partir du coeur du filament. Le reservoir d'energie maintient la formation de long filament et peut induire plusieurs maxima d'intensite sur l'axe de propagation lesquels sont nommes refocalisation. (Abstract shortened by UMI.)...