Brevet FR2977989A1 — publié le 20130118

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de combinaison cohérente de faisceaux optiques ou lasers amplifiés séparément. La combinaison cohérente de faisceaux optiques est une technique très prometteuse pour mettre au point des systèmes lasers de forte énergie et/ou de forte puissance moyenne. La tendance constante à développer des lasers de puissance et ou d'énergie de plus en plus élevées doit faire face à différentes difficultés de réalisation. D'une part, l'augmentation de puissance d'un système laser induit généralement une dégradation de la qualité du faisceau et d'autre part io l'efficacité d'extraction aux fortes puissances est limitée par des effets thermiques se produisant à l'intérieur des matériaux amplificateurs. Une solution envisagée pour obtenir un faisceau de forte énergie et/ou de forte puissance est d'utiliser plusieurs sources ou plusieurs amplificateurs indépendants et de combiner les faisceaux provenant de ces différentes 15 sources ou de ces différents amplificateurs. Cette solution permet de limiter les effets négatifs de dégradation thermiques induits par exemple dans chacun des amplificateurs. Toutefois, afin que le faisceau combiné présente les mêmes qualités optiques (spatiale, spectrale et temporelle) qu'un unique faisceau optique, il est non seulement nécessaire de superposer plusieurs 20 faisceaux optiques spatialement et temporellement, mais il faut aussi que la combinaison des différents faisceaux soit cohérente, c'est-à-dire que la différence de phase relative entre les faisceaux soit nulle et stable dans le temps. La condition de superposition cohérente est très difficile à réaliser pour des faisceaux optiques puisque la différence de phase doit alors rester 25 inférieure à une fraction de longueur d'onde optique. En effet, les phases relatives de différents faisceaux peuvent fluctuer rapidement. Le problème technique le plus difficile que pose la recombinaison cohérente est de maintenir une phase relative constante entre différents faisceaux optiques. La recombinaison cohérente de plusieurs faisceaux optiques a 30 néanmoins été réalisée au moyen de dispositifs soit passifs soit actifs. La publication « Laser beam combining for High-Power, high-radiance sources » de T.Y.Fan, IEEE Journal of selected topics in Quantum Electronics, vol. 11, n° 3, 2005 indique les conditions fondamentales requises pour effectuer une combinaison de faisceaux lasers (contrôle de la puissance, 35 phase relative, polarisation, amplitude et alignement de chaque faisceau à combiner) et décrit différentes méthodes de combinaison cohérente de faisceaux optiques dans le but d'obtenir un faisceau de forte puissance moyenne et présentant des qualités spatiale, temporelle, spectrale et de polarisation quasi-idéales. Le document de brevet US 5307369 (D.E. Kimberlin) décrit un système passif de combinaison cohérente de deux milieux amplificateurs placés à l'intérieur d'une cavité résonante commune divisée en deux sous cavités par un miroir semi-réfléchissant. Ce dispositif s'apparente à un oscillateur à double contre réaction-optique, une partie du faisceau émis par le premier io amplificateur laser étant injectée dans la sous-cavité du second amplificateur laser et vice versa. Le faisceau laser combiné de sortie résulte des réflexions cohérentes multiples se produisant dans la cavité laser. Ce dispositif permet de doubler la puissance moyenne d'un faisceau laser continu ou d'impulsions laser synchronisées émises par les deux lasers. Toutefois, les différences de 15 chemins optiques entre les deux sous cavités induisent des déphasages qui limitent la stabilité du dispositif passif et la puissance de sortie. De plus, ces dispositifs passifs de combinaison cohérente opèrent dans une cavité et ne peuvent pas être utilisés comme amplificateurs. Or il est souhaitable de combiner un grand nombre de faisceaux en dehors d'une cavité pour 20 bénéficier de plus de possibilités d'architectures de sources. La combinaison passive apparaissant limitée, différents dispositifs actifs de recombinaison cohérente de faisceaux optiques ont été proposés. La recombinaison active repose sur une mesure directe ou indirecte de la phase relative entre les faisceaux optiques à combiner et sur l'introduction d'un 25 déphasage contrôlé activement par une boucle de contre-réaction sur chaque faisceau optique. Un dispositif actif de recombinaison cohérente prélève généralement une partie du faisceau avant ou après recombinaison pour en extraire une mesure du déphasage entre les faisceaux optiques et adapte en temps réel la phase relative sur chaque faisceau au moyen d'un modulateur 30 acousto-optique, d'un miroir piezo-électrique, ou par l'ajustement de la puissance de pompage optique. Ainsi, pour les amplificateurs, un dispositif actif de combinaison cohérente est généralement utilisé [Wei Liang, Naresh Satyan, Firooz Aflatouni, Amnon Yariv, Anthony Kewitsch, George Rakuljic, and Hossein 35 Hashemi, "Coherent beam combining with multilevel optical phase-locked loops," J. Opt. Soc. Am. B 24, 2930-2939 (2007) ; T. Shay, V. Benham, J. T. Baker, A. D. Sanchez, D. Pilkington, and C. A. Lu, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 13, 480 (2007)]. La combinaison cohérente a été démontrée en régime continu et quasi continu, et récemment en régime femtoseconde [L. Daniault, M. Hanna, L. Lombard, Y. Zaouter, E. Mottay, D. Goular, P. Bourdon, F. Druon, and P. Georges, "Coherent beam combining of two femtosecond fiber chirped-pulse amplifiers," Opt. Lett. 36, 621-623 (2011)]. Toutefois, les dispositifs actifs de recombinaison cohérente sont compliqués car ils nécessitent un système électronique d'asservissement de io phase en temps réel, difficile à mettre en oeuvre et coûteux. Un des buts de l'invention est de proposer un dispositif de combinaison cohérente d'au moins deux faisceaux optiques amplifiés qui soit stable dans le temps et capable de supporter des énergies et/ou puissances élevées. Un autre but de l'invention de l'invention est de proposer un dispositif 15 de combinaison cohérente de N amplificateurs optiques. Encore un autre but de l'invention est de proposer un dispositif et un procédé de combinaison cohérente pouvant s'appliquer à tout régime temporel, du continu aux impulsions femtoseconde, à tout type d'amplificateur optique. 20 La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des techniques antérieures de combinaison cohérente et concerne plus particulièrement un dispositif passif de combinaison cohérente d'une pluralité d'amplificateurs optiques. Selon l'invention, le dispositif passif de combinaison cohérente comprend 25 un interféromètre à division d'amplitude ayant au moins quatre branches, ledit interféromètre comprenant des moyens optiques de séparation et de combinaison en polarisation ayant quatre ports d'entrée-sortie, chaque port d'entrée-sortie étant relié respectivement à une des quatre branches, la première branche comprenant un premier moyen de polarisation, un premier 30 amplificateur optique bidirectionnel et un premier miroir formant l'extrémité de ladite première branche ; la seconde branche comprenant un second moyen de polarisation, un second amplificateur optique bidirectionnel et un second miroir formant l'extrémité de ladite seconde branche ; la troisième branche comprenant un troisième moyen de polarisation et un troisième miroir formant 35 l'extrémité de ladite troisième branche ; lesdits premier, second et troisième moyens de polarisation étant configurés de manière à ce qu'un faisceau optique polarisé entrant respectivement dans ladite première, seconde ou troisième branche respectivement par le premier, second ou troisième port d'entrée-sortie soit réfléchi respectivement par le premier, second, troisième miroir pour former un faisceau optique polarisé sortant de ladite branche ayant une polarisation orthogonale à la polarisation dudit faisceau optique polarisé entrant dans ladite branche ; la quatrième branche étant une branche d'entrée-sortie dudit interféromètre disposée de manière à recevoir et à diriger un faisceau optique incident polarisé vers le quatrième port d'entrée-sortie ; les moyens optiques de séparation et combinaison de polarisation étant configurés de manière à séparer en polarisation le faisceau incident polarisé en un premier faisceau secondaire d'entrée et un second faisceau secondaire d'entrée, lesdits premier et second faisceaux secondaires d'entrée ayant des polarisations mutuellement orthogonales, le premier faisceau 15 secondaire d'entrée parcourant les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre suivant un premier trajet optique pour former un premier faisceau amplifié de sortie et le second faisceau secondaire d'entrée parcourant les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre suivant un second trajet optique réciproque du premier trajet optique pour 20 former un second faisceau amplifié de sortie, lesdits premier et second faisceaux amplifiés de sortie ayant des polarisations mutuellement orthogonales et lesdits moyens de séparation et de recombinaison étant configurés de manière à recevoir et à recombiner spatialement, temporellement et de manière cohérente ledit premier faisceau amplifié de 25 sortie et ledit second faisceau amplifié de sortie, pour former un faisceau cohérent de sortie se propageant sur la quatrième branche en direction inverse du faisceau optique incident polarisé. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif de l'invention, lesdits moyens de séparation et de recombinaison comprennent un cube 30 séparateur de polarisation. Selon différents aspects de modes de réalisation particuliers du dispositif de l'invention : - le dispositif comprend en outre un isolateur optique disposé sur la quatrième branche ; - lesdits premier, second et/ou troisième moyens de polarisation comprennent une lame quart d'onde ou un rotateur de Faraday bidirectionnel configuré de manière à faire tourner la polarisation d'un faisceau optique polarisé linéairement de 90 degrés après un double passage ; - lesdits premier et second amplificateurs optiques ont le même gain d'amplification optique ; - lesdits premier et second amplificateurs optiques comprennent chacun respectivement un amplificateur optique à passages multiples ; - lesdits premier et second amplificateurs optiques sont des io amplificateurs à fibres optiques. Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne un dispositif passif de combinaison cohérente de quatre amplificateurs optiques comprenant un dispositif passif de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques selon l'un des modes de réalisation décrits, dans 15 lequel les deux sous-ensembles comprenant un amplificateur optique et un miroir respectivement de la première et de la seconde branche sont remplacés chacun respectivement par un autre dispositif passif de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques selon l'un des modes de réalisation décrits. 20 Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne un dispositif passif de combinaison cohérente de 2n amplificateurs optiques, n étant un nombre entier supérieur ou égal à un, comprenant (1+2n-1) dispositifs passifs de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques selon l'un des modes de réalisation décrits, dans lequel 2r '-1 dispositifs passifs de 25 combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques sont disposés de manière symétrique sur les branches d'un dispositif selon l'un des modes de réalisation décrits. L'invention concerne aussi un procédé passif de combinaison cohérente d'une pluralité d'amplificateurs optiques comprenant les étapes suivantes : - couplage d'un faisceau incident polarisé à la quatrième branche d'un dispositif passif de combinaison cohérente selon l'un des modes de réalisation décrits, - séparation du faisceau incident polarisé en un premier faisceau secondaire d'entrée et un second faisceau secondaire d'entrée, lesdits premier et second faisceaux secondaires d'entrée ayant des polarisations mutuellement orthogonales, - adressage du premier faisceau secondaire d'entrée de manière à parcourir successivement les première, deuxième et troisième io branches de l'interféromètre suivant un premier trajet optique et de manière à ce que le premier faisceau secondaire d'entrée soit amplifié deux fois par le premier amplificateur puis deux fois par le second amplificateur pour former un premier faisceau amplifié de sortie, 15 - adressage du second faisceau secondaire d'entrée de manière à parcourir successivement la troisième, deuxième et première branche de l'interféromètre suivant un second trajet optique réciproque du premier trajet optique et de manière à ce que le second faisceau secondaire d'entrée soit amplifié deux fois par le second amplificateur 20 puis deux fois par le premier amplificateur pour former un second faisceau amplifié de sortie, - modification de la polarisation du premier faisceau secondaire à chaque passage dans les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre, la polarisation du premier faisceau secondaire 25 entrant dans une branche étant orthogonale à la polarisation du premier faisceau secondaire sortant de ladite branche, - modification de la polarisation du second faisceau secondaire à chaque passage dans les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre, la polarisation du second faisceau secondaire 30 entrant dans une branche étant orthogonale à la polarisation du second faisceau secondaire sortant de ladite branche, - recombinaison spatiale, temporelle et en polarisation du premier faisceau amplifié de sortie et du second faisceau amplifié de sortie, pour former un faisceau cohérent amplifié de sortie se propageant sur la quatrième branche en direction inverse du faisceau optique incident polarisé. L'invention trouvera une application particulièrement avantageuse dans les systèmes d'amplification optique et les lasers. La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre et qui devront être io considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur lesquels : 15 - la figure 1 représente schématiquement l'architecture d'une cellule de base d'un dispositif passif de combinaison cohérente selon l'invention ; - la figure 2 illustre schématiquement la propagation d'un faisceau initialement polarisé s à travers une cellule de base telle que représentée sur la figure 1 ; en insert est représenté schématiquement l'ordre de passage d'un 20 faisceau initialement polarisé s dans les différentes branches ; - la figure 3 illustre schématiquement la propagation d'un faisceau initialement polarisé p à travers une cellule de base telle que représentée sur la figure 1 ; en insert est représenté schématiquement l'ordre de passage d'un faisceau initialement polarisé p dans les différentes branches ; 25 - la figure 4 représente schématiquement l'architecture d'un dispositif de combinaison de deux amplificateurs optiques selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 illustre schématiquement la propagation d'un faisceau initialement polarisé s à travers un dispositif de combinaison de deux 30 amplificateurs tel que représentée sur la figure 4 ; en insert est représenté schématiquement l'ordre de passage d'un faisceau initialement polarisé s dans les différentes branches du dispositif ; - la figure 6 illustre schématiquement la propagation d'un faisceau initialement polarisé p à travers un dispositif de combinaison de deux 35 amplificateurs tel que représentée sur la figure 4 ; en insert est représenté schématiquement l'ordre de passage d'un faisceau initialement polarisé p dans les différentes branches du dispositif ; - la figure 7 représente schématiquement l'architecture d'un dispositif de combinaison de quatre amplificateurs optiques selon un autre mode de réalisation de l'invention ; - la figure 8 illustre schématiquement un amplificateur à passages multiples pouvant être utilisé dans un mode de réalisation particulier de l'invention. Description détaillée io Nous proposons un système passif de combinaison cohérente d'un nombre arbitraire d'amplificateurs optiques, pouvant s'appliquer à tout type d'amplificateurs et régimes temporels, du continu aux impulsions femtoseconde. Idéalement le nombre N d'amplificateurs combiné est égal à N=2n, où n est un nombre entier. 15 La figure 1 représente une cellule de base permettant de séparer un faisceau optique en deux faisceaux optiques secondaires puis de recombiner de manière cohérente les deux faisceaux partiels après qu'ils aient parcouru des chemins optique réciproques. La cellule de base de la figure 1 représente un interféromètre à plus de 20 deux branches. Dans un exemple de réalisation, la cellule de base comprend un cube séparateur de polarisation Cl (ou PBS pour Polarisation Beam Splitter) ayant quatre entrées-sorties ES1, ES2, ES3, ES4, chaque entrée-sortie étant reliée respectivement à une branche B1, B2, B3, B4. Les branches B1, B2 et B3 comprennent chacune à leur extrémité un miroir 25 hautement réfléchissant M1, M2, M3. Les branches B1, B2 et B3 sont des branches de rétro-réflexion, un faisceau optique entrant par le port d'entrée-sortie d'une de ces branches B1, B2 ou B3, étant réfléchi suivant un chemin optique inverse vers le même port d'entrée-sortie. La première branche B1 comprend un premier rotateur de Faraday R1 disposé entre le premier port 30 d'entrée-sortie ES1 et le premier miroir M1. De même, la seconde branche B2 comprend un second rotateur de Faraday R2 disposé entre le second port d'entrée-sortie ES2 et le second miroir M2. Le premier rotateur de Faraday R1 est configuré pour faire tourner la polarisation d'un faisceau optique de 45 degrés à chaque passage aller et retour dans la première branche B1, de 35 manière à ce que le faisceau sortant par le port d'entrée-sortie ES1 ait une polarisation orthogonale au même faisceau optique entrant par le même port ES1. De même, le second rotateur de Faraday R2 est configuré pour faire tourner la polarisation d'un faisceau optique de 45 degrés à chaque passage aller et retour dans la seconde branche B2, de manière à ce que le faisceau sortant par le port d'entrée-sortie ES2 ait une polarisation orthogonale au même faisceau optique entrant par le même port ES2. La troisième branche B3 comprend une lame quart d'onde R3 (ou lame À/4) disposée entre le troisième port d'entrée-sortie ES3 et le troisième miroir M3. Les axes de la lame quart d'onde R3 sont orientés par rapport aux axes propres du cube io séparateur de polarisation Cl de manière à ce qu'un faisceau polarisé linéairement entrant dans la branche B3 par le port ES3 soit transformé en un faisceau polarisé circulairement après une première traversée de la lame quart d'onde R3, puis réfléchi par le miroir M3, et retraverse la lame quart d'onde R3 pour former un faisceau sortant de la branche B3 polarisé 15 linéairement, avec une polarisation orthogonale au même faisceau entrant. Ainsi, la polarisation d'un faisceau optique polarisé linéairement effectue une rotation de 90 degrés après chaque passage aller-retour dans chacune des trois branches B1, B2 et B3. La quatrième branche B4 est la branche d'entrée-sortie dans 20 l'interféromètre. La branche B4 reçoit un faisceau incident So polarisé linéairement, avec un axe de polarisation de préférence à 45 degrés des axes du cube séparateur de polarisation C1. Le cube séparateur de polarisation Cl sépare le faisceau incident So en deux faisceaux secondaires H' polarisé linéairement s et H2 polarisé p. 25 Nous détaillons tout d'abord, en lien avec la figure 2, la propagation du premier faisceau secondaire H', initialement polarisé s, à travers la cellule de base. Nous détaillons ensuite la propagation du premier faisceau secondaire, H2 initialement polarisé p, à travers la cellule de base, en lien avec la figure 3. Sur les figures 2 et suivantes un faisceau polarisé s, c'est-à-dire un 30 faisceau de polarisation linéaire perpendiculaire au plan de la feuille est représenté par un disque centré et un faisceau polarisé p, c'est-à-dire un faisceau de polarisation linéaire parallèle au plan de la feuille est représenté par une double flèche. Les flèches simples indiquent le sens de propagation d'un faisceau optique. La figure 2 représente la même cellule de base que la figure 1, sur laquelle on a représenté schématiquement la propagation de la composante H' de polarisation s du faisceau incident So. Le port ES4 du cube séparateur reçoit un faisceau entrant H'4i se propageant sur la branche B4. Le faisceau H'4i étant polarisé s, il est réfléchi par le cube séparateur Cl en direction de la branche B2 et forme un faisceau H'2; entrant sur la branche B2 et polarisé s. Après double traversée du rotateur de Faraday R2 et réflexion sur le miroir M2, le faisceau H120 sortant de la deuxième branche B2 est maintenant polarisé p. Le cube séparateur Cl transmet alors ce faisceau H'20 en direction io de la première branche B1 où il forme un faisceau entrant H',; polarisé p. Après double traversée du premier rotateur de Faraday R1 et réflexion sur le miroir M1, le faisceau H',o sortant de la première branche B1 est à nouveau polarisé s. Le cube séparateur de polarisation Cl reçoit le faisceau H',o sur le port d'entrée-sortie ES1 et le réfléchit en direction de la troisième branche B3 15 où il forme un faisceau entrant H'3i polarisé s. Après réflexion sur le miroir M3 et double traversée de la lame quart d'onde R3, le faisceau sortant de la troisième branche H'30 est polarisé p. Le cube Cl transmet donc le faisceau H'30 polarisé p en direction de la quatrième branche où il forme un premier faisceau secondaire de sortie H140 polarisé p. L'insert de la figure 2 représente 20 schématiquement le trajet optique suivi par la composante H' initialement polarisée s à travers la cellule de base : le faisceau H' est entré par la quatrième branche B4, a effectué un aller-retour dans la deuxième branche B2, un aller-retour dans la première branche B1, un aller-retour dans la troisième branche B3, puis est ressorti sur la quatrième branche B4 en 25 direction inverse du faisceau incident et avec une polarisation p opposée à la polarisation s de la composante H14i du faisceau incident So. De manière analogue à la figure 2, la figure 3 représente la même cellule de base, sur laquelle on a représenté schématiquement la propagation de la composante H2 de polarisation p du faisceau incident So. Le port ES4 du 30 cube séparateur reçoit un faisceau entrant H24i se propageant sur la branche B4. Le faisceau H24i étant polarisé p, il est transmis par le cube séparateur Cl en direction de la branche B3 et forme un faisceau H23i entrant sur la branche B3 et polarisé p. Après réflexion sur le miroir M3 et double traversée de la lame quart d'onde R3, le faisceau sortant de la troisième branche H230 est 35 polarisé s. Le cube séparateur de polarisation Cl reçoit le faisceau H230 sur le port d'entrée-sortie ES3 et le réfléchit en direction de première branche B1 où il forme un faisceau entrant H21 polarisé s. Après double traversée du premier rotateur de Faraday R1 et réflexion sur le miroir M1, le faisceau H210 sortant de la première branche B1 est à nouveau polarisé p. Le cube séparateur Cl transmet alors ce faisceau H210 en direction de la deuxième branche B2 où il forme un faisceau entrant H22i polarisé p. Après double traversée du rotateur de Faraday R2 et réflexion sur le miroir M2, le faisceau H22o sortant de la deuxième branche B2 est maintenant polarisé s. Le cube réfléchit alors le faisceau H220 polarisé s en direction de la quatrième branche où il forme un io second faisceau secondaire de sortie H240 polarisé s. L'insert de la figure 3 représente schématiquement le trajet optique suivi par la composante H2 initialement polarisée p à travers la cellule de base, et l'ordre de passage dans les différentes branches: le faisceau H2 est entré par la quatrième branche B4, a effectué un aller-retour dans la troisième branche B3, un aller- 15 retour dans la première branche B1, un aller-retour dans la deuxième branche B2, puis est ressorti sur la quatrième branche B4 en direction inverse du faisceau incident et avec une polarisation s opposée à la polarisation p de la composante H24i du faisceau incident So. Les faisceaux secondaires H' et H2 effectuent ainsi deux chemins 20 optiques parfaitement réciproques dans l'interféromètre. Les deux composantes de sortie, respectivement H140 polarisée p et H240 polarisée s, se superposent non seulement spatialement et temporellement mais aussi en polarisation pour former un faisceau recombiné polarisé linéairement ayant ses axes propres à 45 degrés des axes p et s, 25 sous réserve que les deux composantes H140 polarisée p et H240 polarisée s aient la même amplitude de sortie. Dans le cas où les deux composantes H140 polarisée p et H240 polarisée s n'ont pas la même amplitude de sortie, on obtient aussi une recombinaison cohérente en polarisation, le faisceau de sortie ayant toujours une polarisation linéaire, simplement l'axe de 30 polarisation du faisceau recombiné est incliné d'un angle qui dépend des amplitudes respectives des deux composantes. On obtient ainsi en sortie du dispositif passif de la figure 2, un faisceau de sortie S, recombiné de manière cohérente. En résumé, le système optique illustré par les figures 1 à 3, se 35 comporte comme un miroir parfaitement réflectif, pour lequel le faisceau incident So est séparé en deux parties H' et H2 polarisées orthogonalement qui sont séparées temporellement et spatialement pour être finalement recombinées à la fois temporellement, spatialement et en polarisation, en ayant permuté leurs polarisations respectives. Le faisceau d'entrée possède une polarisation linéaire orientée à 45° des axes neutres du PBS. Ce dernier sépare donc l'entrée en deux faisceaux de même puissance et de polarisations orthogonales s et p. Chacun de ces faisceaux suit un trajet différent à travers le système, mais ces chemins étant réciproques, chaque faisceau secondaire accumule globalement la même phase optique. La io recombinaison des deux composantes de polarisations orthogonales permet donc d'obtenir une recombinaison cohérente. Nous allons maintenant décrire comment un tel dispositif peut avantageusement être utilisé pour combiner des faisceaux amplifiés par des amplificateurs optiques indépendants. 15 Les figures 4 à 6 représentent schématiquement un dispositif de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques selon un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 4 représente schématiquement l'architecture d'un dispositif de combinaison de deux amplificateurs optiques. Le dispositif de la figure 4 20 comprend une cellule de base analogue à celle décrite en lien avec la figure 1. Le dispositif comprend en outre un premier amplificateur optique Al et un second amplificateur optique A2. Le premier amplificateur optique Al est disposé sur la première branche B1, de préférence entre le rotateur de Faraday R1 et le miroir M1. De manière symétrique, le second amplificateur 25 optique A2 est disposé sur la seconde branche B2, de préférence entre le rotateur de Faraday R2 et le miroir M2. De préférence, les deux amplificateurs Al et A2 fonctionnent en polarisation linéaire. Idéalement, les deux amplificateurs Al et A2 ont les mêmes propriétés (gain, énergie stockée, géométrie) et n'induisent pas de dépolarisation. Le dispositif de la figure 4 30 comporte en outre une source de lumière 2 qui est par exemple une source laser à impulsions. Le dispositif comporte aussi un isolateur optique formé d'un rotateur de Faraday R4 à 45 degrés et d'un cube séparateur de polarisation C4, l'isolateur optique étant disposé sur la quatrième branche B4 entre la source 2 et l'entrée-sortie ES4. De manière alternative, par exemple pour des amplificateurs optiques Al et A2 fonctionnant en polarisation circulaire, on peut remplacer les deux rotateurs de Faraday R1 et R2 respectivement chacun par une lame quart d'onde. La source de lumière 2 génère un faisceau incident So polarisé linéairement, de polarisation p. Le cube séparateur C4 transmet le faisceau incident So sans modifier sa polarisation. Le rotateur de Faraday R4 est configuré pour faire tourner la polarisation du faisceau So de 45 degrés. Le faisceau incident sur le port d'entrée ES4 comprend alors une composante de io polarisation s que nous appellerons H14i et une composante de polarisation p que nous appellerons H24i. La figure 5 illustre schématiquement la propagation de la composante H14i initialement polarisée s du faisceau incident à travers un dispositif de combinaison de deux amplificateurs tel que représentée sur la figure 4. Cette 15 composante suit le même trajet optique décrit en lien avec la figure 2. La composante H14i est tout d'abord réfléchie par le cube Cl en direction de la deuxième branche. A l'aller sur la deuxième branche le faisceau entrant H12i est polarisé s. Le rotateur de Faraday R2 fait tourner de 45 degrés l'axe de polarisation du faisceau H12i qui reste polarisé linéairement. Le second 20 amplificateur A2 amplifie une première fois le faisceau H12i. Après réflexion sur le second miroir M2, le faisceau conserve sa polarisation et est amplifié une deuxième fois par le second amplificateur A2. Le rotateur de Faraday R2 fait tourner de 45 degrés l'axe de polarisation du faisceau H120 qui reste polarisé linéairement, mais avec une polarisation p. Le cube séparateur Cl transmet 25 ce faisceau amplifié deux fois par le second amplificateur en direction de la première branche B1. De manière analogue, le faisceau H12i entrant sur la branche B1 polarisé p, voit sa polarisation tourner de 45 degrés en passant à travers le rotateur de Faraday R1, puis est amplifié une première fois par le premier amplificateur Al. Après réflexion sur le miroir M1, le faisceau est 30 amplifié une deuxième fois par le premier amplificateur Al puis sa polarisation est tournée de 45 degrés. Le faisceau sortant de la branche B1, amplifié deux fois par le second amplificateur A2 puis deux fois par le premier amplificateur Al est réfléchi vers la branche B3 avant de ressortir sur la quatrième branche en un faisceau H140 de polarisation p. En insert sur la figure 5 est représenté schématiquement l'ordre de passage d'un faisceau H1 initialement polarisé s dans les différentes branches du dispositif. De manière analogue, la figure 6 illustre schématiquement la propagation de la composante H24i initialement polarisée p du faisceau incident à travers un dispositif de combinaison de deux amplificateurs tel que représentée sur la figure 4. Cette composante H24i suit le même trajet optique décrit en lien avec la figure 3. La composante H24i est tout d'abord transmise par le cube Cl en direction de la troisième branche B3 qui la réfléchit sous la forme d'un faisceau H230 polarisé s vers la première branche B1. A l'aller sur io la première branche B1, le faisceau entrant H21i est polarisé s. Le rotateur de Faraday R1 fait tourner de 45 degrés l'axe de polarisation du faisceau H21i qui reste polarisé linéairement. Le premier amplificateur Al amplifie une première fois le faisceau H21i. Après réflexion sur le premier miroir M1, le faisceau conserve sa polarisation et est amplifié une deuxième fois par le premier 15 amplificateur A1. Le rotateur de Faraday R1 fait tourner de 45 degrés l'axe de polarisation du faisceau H210 qui reste polarisé linéairement, mais avec une polarisation p. Le cube séparateur Cl transmet ce faisceau amplifié deux fois par le premier amplificateur en direction de la seconde branche B2. De manière analogue, le faisceau H22i entrant sur la branche B2 polarisé p, voit 20 sa polarisation tourner de 45 degrés en passant à travers le rotateur de Faraday R2, puis est amplifié une première fois par le second amplificateur A2. Après réflexion sur le miroir M2, le faisceau est amplifié une deuxième fois par le second amplificateur A2 puis sa polarisation est tournée de 45 degrés. Le faisceau sortant de la branche B2, amplifié deux fois par le 25 premier amplificateur Al puis deux fois par le second amplificateur A2 est réfléchi vers la quatrième branche B4 en un faisceau H240 de polarisation s. En insert sur la figure 5 est représenté schématiquement l'ordre de passage d'un faisceau initialement polarisé s dans les différentes branches du dispositif. 30 Sur le port d'entrée-sortie ES4, on obtient donc la superposition spatiale et temporelle d'une composante H140 de polarisation p et d'une composante H240 de polarisation s, qui forment donc un faisceau S1 recombiné polarisé linéairement et d'axe de polarisation à 45 degrés des axes propres du cube Cl. Le faisceau de sortie recombiné S1 peut être facilement séparé 35 du faisceau d'entrée en utilisant un isolateur optique. Par exemple, le rotateur de Faraday R4 fait tourner de 45 degrés l'axe de polarisation du faisceau recombiné S, qui devient polarisé s. Le cube séparateur C4 réfléchit alors le faisceau de sortie S, recombiné cohérent de manière à le séparer de la direction du faisceau incident So. Le dispositif décrit en lien avec les figures 4 à 6 permet une amplification parfaitement symétrique pour les deux faisceaux secondaires. Dans le cas d'un faisceau laser à impulsions, chaque amplificateur voit d'abord une impulsion de faible énergie, puis une impulsion déjà amplifiée une fois. Chaque impulsion voit d'abord un amplificateur complètement io inversé par la pompe, puis un amplificateur partiellement déplété par une impulsion précédente. Les faisceaux H' et H2 sont séparés sur le port d'entrée ES4 de l'interféromètre, se croisent une première fois dans l'interféromètre puis une deuxième fois sur le port d'entrée-sortie ES4 où ils se recombinent. Toutefois, les faisceaux H' et H2 ne se croisent pas nécessairement dans la 15 branche B1. En effet, la longueur du chemin optique de la branche B3 est beaucoup plus faible que la longueur des branches B1 et B2 qui comprennent chacune un amplificateur optique. En particulier dans le cas d'amplificateurs à fibres optiques, la longueur de chaque amplificateur Al ou A2 dépasse plusieurs dizaines de centimètres. Avantageusement, la longueur des 20 branches B1, B2 et B3 est optimisée de manière à ce que les faisceaux secondaires H' et H2 ne se superposent pas temporellement dans l'un des amplificateurs optiques Al ou A2. D'autre part, la longueur totale des branches B1, B2 et B3 est maintenue la plus courte possible afin de réduire la sensibilité du dispositif interférométrique vis-à-vis des perturbations 25 extérieures. Dans le dispositif représenté sur les figures 4 à 6, l'amplificateur optique Al est disposé entre le rotateur de Faraday R1 et le miroir M1, et respectivement l'amplificateur optique A2 est disposé entre le rotateur de Faraday R2 et le miroir M2. Par conséquent, chaque amplificateur optique 30 amplifie avant réflexion et après réflexion sur le miroir un faisceau polarisé suivant un même état de polarisation, avantageusement suivant un axe propre de l'amplificateur. Selon un mode de réalisation alternatif, le rotateur de Faraday R1 (ou la lame quart d'onde équivalente) est disposé entre le l'amplificateur optique Al et le miroir M1, et/ou respectivement le rotateur de 35 Faraday R2 (ou la lame quart d'onde équivalente) est disposé entre le l'amplificateur optique A2 et le miroir M2. De cette manière, chaque amplificateur Al (respectivement A2) amplifie une première fois un faisceau polarisé suivant un état de polarisation à l'aller, c'est-à-dire avant réflexion sur le miroir à l'extrémité de sa branche, puis amplifie une deuxième fois, le faisceau polarisé suivant un état de polarisation orthogonal après réflexion sur le miroir. La généralisation du schéma de la figure 4 au cas de N amplificateur se fait en considérant qu'un système de combinaison décrit selon la figure 4 se comporte comme un seul amplificateur optique en réflexion. io La figure 7 représenté un exemple de dispositif de combinaison cohérente de quatre amplificateurs optiques. Le dispositif de la figure 7 comprend une cellule de base comprenant un cube séparateur de polarisation Cl, relié à quatre branches B1, B2, B3, et B4. Les branches B3 et B4 sont identiques à celles de la figure 4. On a remplacé le premier amplificateur Al 15 et le premier miroir M1 de la première branche B1 par un autre dispositif D1 de combinaison cohérente de deux amplificateur Al et A2, tel que représenté sur la figure 4. De même, on a remplacé le second amplificateur A2 et le second miroir M2 de la seconde branche B2 par un autre dispositif D2 de combinaison cohérente de deux amplificateur A3 et A4, tel que représenté sur 20 la figure 4. Les rotateurs de Faraday R1 et R2 sont configurés de manière à faire tourner la polarisation de 45 degrés à chaque passage aller ou retour. De cette manière, la polarisation d'un faisceau change de p à s et réciproquement à chaque aller retour dans une branche ayant un miroir à son extrémité. A chaque passage du premier cube séparateur de polarisation Cl 25 vers un autre cube séparateur de polarisation C2 ou C3 un faisceau polarisé linéairement p, respectivement s voit son axe de polarisation tourner de 45 degrés, et est à nouveau séparé sur l'autre cube séparateur de polarisation, respectivement C2 ou C3, en deux sous-faisceaux. Inversement, lorsque deux sous-faisceaux se recombinent en sortie d'un système à deux amplificateur 30 optiques sur la branche B8 respectivement B12 et forment un faisceau polarisé linéairement avec un axe propre incliné de 45 degrés, le rotateur de polarisation R1 respectivement R2 fait tourner cette polarisation à nouveau de 45 degrés. Donc le passage d'un faisceau dans un sous-ensemble D1 respectivement D2 transforme un faisceau incident de polarisation p en un 35 faisceau de sortie de polarisation s et réciproquement. En suivant un raisonnement analogue à celui développé en lien avec les figures 4 à 6, on peut vérifier que la composante initialement polarisée s entrant sur le port d'entrée sortie ES4 sur le premier cube séparateur de polarisation Cl suit successivement le trajet optique suivant à travers les différentes branches du dispositif de la figure 7: B4-B2-B8, puis est séparée par C2 en deux faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés parcourant les branches B7-B6-B5, et l'autre des faisceaux dérivés parcourant les branches B5-B6-B7, ces deux faisceaux dérivés se recombinant sur C2 en un faisceau parcourant les branches B8- B2-B1-B12 puis se séparant à nouveau sur C3 en deux io faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés parcourant les branches 610-B9-B11, et l'autre des faisceaux dérivés parcourant les branches 611-69-B10, et ces deux faisceau dérivés se recombinant sur C3 en un faisceau parcourant les branches B12-B1-B3-B4 et forme une composante de sortie polarisée p sur le port d'entrée-sortie ES4. Concernant l'amplification, ce 15 premier faisceau secondaire initialement polarisé s est séparé en deux faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés étant amplifié successivement deux fois par l'amplificateur A4 puis deux fois par l'amplificateur A3, pendant que le second faisceau dérivé est amplifié successivement deux fois par l'amplificateur A3 puis deux fois par l'amplificateur A4 ; ces deux faisceaux 20 dérivés amplifiés deux fois (par A3 et A4) sont recombinés en un faisceau secondaire qui est transmis à l'autre étage d'amplification pour y être séparé en deux faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés étant amplifié successivement deux fois par l'amplificateur A2 puis deux fois par l'amplificateur Al, pendant que le second faisceau dérivé est amplifié 25 successivement deux fois par l'amplificateur Al puis deux fois par l'amplificateur A2, ces deux faisceaux dérivés étant recombinés en un faisceau secondaire qui est transmis à la sortie. Réciproquement, la composante initialement polarisée p entrant sur le port d'entrée sortie ES4 sur le premier cube séparateur de polarisation Cl suit successivement le trajet 30 optique suivant à travers les différentes branches du dispositif de la figure 7 : B4- B3 - B1 - B12 puis est séparé en deux faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés parcourant les branches B11-B9-B10 pendant que l'autre faisceau dérivé parcourt les branches B10-B9-B11, ces deux faisceaux dérivés se recombinant en un faisceau parcourant les branches 612-61-62 35 B8 puis se séparant à nouveau en deux faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés parcourant les branches B5-B6-B7 pendant que l'autre faisceau dérivé parcourt les branches B7-B6-B5, ces deux faisceaux dérivés se recombinant en un faisceau parcourant les branches B8-B2-B4 pour former une composante de sortie polarisée s sur le port d'entrée-sortie ES4. Pour ce qui est de l'amplification, le second faisceau secondaire initialement polarisé p, est séparé en deux faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés étant amplifié successivement deux fois par l'amplificateur Al, puis deux fois par l'amplificateur A2, pendant que le second faisceau dérivé est amplifié successivement deux fois par l'amplificateur A2 puis deux fois par io l'amplificateur deux fois par l'amplificateur Al ; ces deux faisceaux dérivés amplifiés deux fois (par Al et A2) sont recombinés en un faisceau secondaire qui est transmis à l'autre étage d'amplification pour y être séparé en deux faisceaux dérivés, l'un des faisceaux dérivés étant amplifié successivement deux fois par l'amplificateur A3 puis deux fois par l'amplificateur A4, pendant 15 que le second faisceau dérivé est amplifié successivement deux fois par l'amplificateur A4 puis deux fois par l'amplificateur A3, ces deux faisceaux dérivés étant recombinés en un faisceau secondaire qui est transmis à la sortie. On constate que les faisceaux secondaires ont des trajets optiques passant par toutes les branches du dispositif et dans un ordre exactement 20 inverse c'est-à-dire suivant des chemins parfaitement réciproques deux à deux. Cette méthode permet donc la combinaison cohérente passive de N amplificateurs, mais de plus, chacun des amplificateurs opère comme un amplificateur à N passages. Ainsi, si on augmente le nombre d'amplificateurs, 25 on augmente également le nombre de passage dans ceux-ci, améliorant ainsi l'efficacité d'extraction. Ceci est particulièrement utile dans le cas d'amplificateurs ayant un faible gain pour un passage, mais une grande fluence de saturation. Si N=2n, avec n entier, comme dans le cas de deux amplificateurs, l'ordre des passages dans chacun des amplificateurs 30 correspond exactement à la situation dans laquelle on aurait un unique amplificateur à plusieurs passages, quel que soit le nombre total d'amplificateurs combinés. Ainsi, pendant la phase d'amplification correspondant au kième passage dans les amplificateurs, toutes les impulsions ont déjà vu (k-1) passages dans les autres amplificateurs, et chaque 35 amplificateur a déjà amplifié (k-1) impulsions. Lors du processus d'amplification, tous les amplificateurs restent ainsi équivalents (gain au kième passage, énergie stockée restante) et chaque réplique possède la même énergie. Cette propriété garantit une combinaison cohérente efficace puisqu'elle se traduit par un équilibre constant dans les puissances contenues par chacun des états de polarisations s et p à chaque point du réseau d'amplification. Afin de démontrer les capacités du dispositif et procédé de l'invention nous détaillons un exemple de réalisation basé sur une combinaison cohérente de quatre amplificateurs à base de cristal Yb:CaF2. Ce matériau io présente un très grand intérêt du à certaines propriétés, parmi lesquelles sa très grande capacité de stockage d'énergie de la source de pompage. Toutefois, son gain relativement faible a jusqu'à présent limité l'efficacité d'extraction d'énergie à partir d'amplificateurs standard à base de Yb:CaF2 à environ -10%. L'exemple suivant montre la capacité de la technique de 15 combinaison cohérente pour obtenir à la fois une forte énergie de sortie et une excellente l'efficacité d'extraction. La figure 8 illustre schématiquement un amplificateur à passages multiples pouvant être utilisé dans un mode de réalisation particulier de l'invention. En particulier, nous faisons référence à un dispositif tel que celui 20 de la figure 7, dans lequel chacun des amplificateurs optiques Al, A2, A3, A4 est constitué un amplificateur à passages multiples du type de celui représenté sur la figure 8. La configuration multi-passage de la figure 8 est une configuration classique basée sur un système d'imagerie 2f-2f comprenant une lentille de 25 focale f, un rétro-réflecteur (miroirs M', M" et Mi) à une distance f de la lentille et un milieu amplificateur Ai placé aussi à une distance f de la lentille dans une configuration dite de "miroir actif". Ceci est obtenu en disposant un revêtement anti-reflet sur la face avant du cristal aux deux longueurs d'onde de signal et de pompe (1030 nm et 980nm respectivement) et un revêtement 30 fortement réfléchissant sur la face arrière à ces deux longueurs d'onde. En supposant que le système optique et le cristal n'introduisent pas d'aberrations, le faisceau est continument réimagé dans le plan du cristal (après chaque passage à travers le cristal) et le plan objet d'entrée est imagé sur le plan image de sortie. Dans l'exemple particulier, considérons un cristal 35 de Yb:CaF2 de 5mm d'épaisseur, dopé à 2.7% et un nombre total de 6 passages (un passage est ici défini comme un passage complet de l'entrée jusqu'à la sortie du cristal). On considère une puissance de pompe disponible de 1 kW au total à 980 nm, que nous supposons distribuée à égalité entre quatre amplificateurs identiques que l'on souhaite combiner. En supposant que la période de répétition de la pompe est égale à la constante de temps de fluorescence du cristal utilisé, c'est-à-dire de 2.4 ms, la puissance de pompe Epompe correspond à 2.4 J, l'énergie totale de pompe étant distribuée également entre les quatre amplificateurs (pour chaque cycle d'amplification). Une impulsion d'entrée ayant une énergie de 8 mJ à 1030 nm est étirée io temporellement à une durée suffisante (-10ns) pour éviter tout dommage optique. La fluence du signal amplifié sur le cristal est maintenue en dessous du seuil de dommage de 5J/cm2. On considère que les composants optiques présentent une efficacité supérieure respectivement à 99.9% pour les miroirs et lentilles, 99.5% pour les lames quart d'onde et d'environ 99% pour les 15 cubes séparateurs et les rotateurs de Faraday. Dans ces conditions, chaque amplificateur stocke environ 390 mJ, ce qui correspond à un gain petit signal d'environ 1,3. Prenant en considération les pertes des composants optiques du système et supposant une efficacité de recombinaison finale de 95%, une simulation d'un réseau cohérent à quatre amplificateur permet d'obtenir une 20 énergie de sortie Eout,totale égale à 1 J (c'est-à-dire environ 265mJ par amplificateur), correspondant à un gain total Gtot égal à 125, et une efficacité globale nglobal égale à 41% (Epompe/Eout,total), pour une efficacité d'extraction nextr approchant 64%, l'efficacité d'extraction étant définie comme le rapport entre l'énergie stockée dans le milieu actif et l'énergie de sortie. En 25 augmentant le nombre de passages à 10 dans chaque amplificateur, ces performances peuvent être encore améliorées avec : une énergie de sortie Eout,totale égale à 1.2 J, un gain total Gtot égal à 150, une efficacité globale nglobal égale à 50% et une efficacité d'extraction nextr égale à 82%. Cette technique permet de combiner de manière cohérente et passive 30 N (N=2n, avec n entier) amplificateurs optiques. Cette méthode consiste à diviser le faisceau incident en N répliques, chacune se propageant à travers le réseau d'amplification constitué de N amplificateurs. Ainsi, chaque réplique est amplifiée à la même énergie finale. Les différentes répliques suivent ainsi des chemins optiques réciproques deux à deux et accumulent une phase optique identique. En sortie du réseau d'amplificateurs, la combinaison cohérente des N répliques est donc possible. Le dispositif de combinaison cohérente de l'invention présente de nombreux avantages. Premièrement, ce dispositif est passif, ce qui simplifie considérablement la complexité du montage, comparé à un dispositif actif de combinaison cohérente basé sur un système d'asservissement temps réel. Ensuite, le dispositif permet de combiner simplement non seulement deux amplificateurs optiques mais un nombre N d'amplificateurs pouvant être très supérieur à deux, tout en améliorant les performances de chaque io amplificateur. En effet, le dispositif permet d'améliorer l'efficacité d'extraction de chaque amplificateur optique à mesure que le nombre d'amplificateurs augmente, l'amplification étant distribuée entre les différents amplificateurs et divisée en plusieurs passages pour chaque amplificateur. REVENDICATIONS1. Dispositif passif de combinaison cohérente d'une pluralité d'amplificateurs optiques, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend un interféromètre à division d'amplitude ayant au moins quatre branches (B1, B2, B3, B4), ledit interféromètre comprenant : - des moyens optiques de séparation et de combinaison en polarisation (Cl) ayant quatre ports d'entrée-sortie (ES1, ES2, ES3, ES4), chaque port d'entrée-sortie (ES1, ES2, ES3, ES4) étant relié respectivement à io une des quatre branches (B1, B2, B3, B4), - la première branche (B1) comprenant un premier moyen de polarisation (R1), un premier amplificateur optique bidirectionnel (Al) et un premier miroir (M1) formant l'extrémité de ladite première branche (B1), 15 - la seconde branche (B2) comprenant un second moyen de polarisation (R2), un second amplificateur optique bidirectionnel (A2) et un second miroir (M2) formant l'extrémité de ladite seconde branche (B2), - la troisième branche (B3) comprenant un troisième moyen de 20 polarisation (R3) et un troisième miroir (M3) formant l'extrémité de ladite troisième branche (B3), - lesdits premier, second et troisième moyens de polarisation (R1, R2, R3) étant configurés de manière à ce qu'un faisceau optique polarisé entrant respectivement dans ladite première, seconde ou troisième 25 branche (B1, B2, B3) respectivement par le premier, second ou troisième port d'entrée-sortie soit réfléchi respectivement par le premier, second, troisième miroir (M1, M2, M3) pour former un faisceau optique polarisé sortant de ladite branche ayant une polarisation orthogonale à la polarisation dudit faisceau optique 30 polarisé entrant dans ladite branche, - la quatrième branche (B4) étant une branche d'entrée-sortie dudit interféromètre disposée de manière à recevoir et à diriger un faisceau optique incident polarisé (So) vers le quatrième port d'entrée-sortie (ES4),- les moyens optiques de séparation et combinaison de polarisation (Cl) étant configurés de manière à séparer en polarisation le faisceau incident polarisé (So) en un premier faisceau secondaire d'entrée (H14i) et un second faisceau secondaire d'entrée (H24i), lesdits premier et second faisceaux secondaires d'entrée ayant des polarisations mutuellement orthogonales, le premier faisceau secondaire d'entrée (H14i) parcourant les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre suivant un premier trajet optique pour former un premier faisceau amplifié de sortie (H140) et le second faisceau io secondaire d'entrée (H24i) parcourant les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre suivant un second trajet optique réciproque du premier trajet optique pour former un second faisceau amplifié de sortie (H240), lesdits premier et second faisceaux amplifiés de sortie (H140 , H240) ayant des polarisations mutuellement 15 orthogonales, et - lesdits moyens de séparation et de recombinaison (Cl) étant configurés de manière à recevoir et à recombiner spatialement, temporellement et de manière cohérente ledit premier faisceau amplifié de sortie (H140) et ledit second faisceau amplifié de sortie 20 (H24o), pour former un faisceau cohérent de sortie (S1) se propageant sur la quatrième branche (B4) en direction inverse du faisceau optique incident polarisé (So). 2. Dispositif passif de combinaison cohérente selon la revendication 1 dans lequel lesdits moyens de séparation et de recombinaison 25 comprennent un cube séparateur de polarisation (Cl). 3. Dispositif passif de combinaison cohérente selon l'une des revendications 1 à 2, comprenant en outre un isolateur optique (R4, C4) disposé sur la quatrième branche (B4). 4. Dispositif passif de combinaison cohérente selon l'une des 30 revendications 1 à 3, dans lequel lesdits premier, second et/ou troisième moyens de polarisation (R1, R2, R3) comprennent une lame quart d'onde ou un rotateur de Faraday bidirectionnel configuré demanière à faire tourner la polarisation d'un faisceau optique polarisé linéairement de 90 degrés après un double passage. 5. Dispositif passif de combinaison cohérente selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel lesdits premier et second amplificateurs optiques ont le même gain d'amplification optique. 6. Dispositif passif de combinaison cohérente selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel lesdits premier et second amplificateurs optiques (Al, A2) comprennent chacun respectivement un amplificateur optique à passages multiples. io 7. Dispositif passif de combinaison cohérente selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel lesdits premier et second amplificateurs optiques (Al, A2) sont des amplificateurs à fibres optiques. 8. Dispositif passif de combinaison cohérente de quatre amplificateurs 15 optiques (Al, A2, A3, A4), comprenant un dispositif passif de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les deux sous-ensembles comprenant un amplificateur optique (Al, A2) et un miroir (M1, M2) respectivement de la première et de la seconde branche (B1, B2) sont 20 remplacés chacun respectivement par un autre dispositif passif de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Dispositif passif de combinaison cohérente de 2n amplificateurs optiques (Al, A2,... A2n), n étant un nombre entier supérieur ou égal 25 à un, comprenant (1+2n-') dispositifs passifs de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel 2r '-1 dispositifs passifs de combinaison cohérente de deux amplificateurs optiques sont disposés de manière symétrique sur les branches d'un dispositif selon l'un des 30 modes de réalisation décrits selon l'une des revendications 1 à 7. 10. Procédé passif de combinaison cohérente d'une pluralité d'amplificateurs optiques comprenant les étapes suivantes : - couplage d'un faisceau incident polarisé (So) à la quatrième branche d'un dispositif passif de combinaison cohérente selon l'une des 5 revendications 1 à 9, - séparation du faisceau incident polarisé (So) en un premier faisceau secondaire d'entrée (H') et un second faisceau secondaire d'entrée (H2), lesdits premier et second faisceaux secondaires d'entrée ayant des polarisations mutuellement orthogonales, io - adressage du premier faisceau secondaire d'entrée (H') de manière à parcourir successivement les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre suivant un premier trajet optique et de manière à ce que le premier faisceau secondaire d'entrée (H') soit amplifié deux fois par le premier amplificateur (Al) puis deux fois par 15 le second amplificateur (A2) pour former un premier faisceau amplifié de sortie (H140), - adressage du second faisceau secondaire d'entrée (H2) de manière à parcourir successivement les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre suivant un second trajet optique 20 réciproque du premier trajet optique et de manière à ce que le second faisceau secondaire d'entrée (H2) soit amplifié deux fois par le second amplificateur (A2) puis deux fois par le premier amplificateur (Al) pour former un second faisceau amplifié de sortie (H240), - modification de la polarisation du premier faisceau secondaire à 25 chaque passage dans les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre, la polarisation du premier faisceau secondaire entrant dans une branche étant orthogonale à la polarisation du premier faisceau secondaire sortant de ladite branche, - modification de la polarisation du second faisceau secondaire à 30 chaque passage dans les première, deuxième et troisième branches de l'interféromètre, la polarisation du second faisceau secondaireentrant dans une branche étant orthogonale à la polarisation du second faisceau secondaire sortant de ladite branche, - recombinaison spatiale, temporelle et en polarisation du premier faisceau amplifié de sortie (H140) et du second faisceau amplifié de sortie (H240), pour former un faisceau cohérent amplifié de sortie (S1) se propageant sur la quatrième branche (B4) en direction inverse du faisceau optique incident polarisé (So).