Etude de l'injection optique intermodale dans les lasers à semiconducteur en régimes de modulation, de blocage de mode et d'instabilités

par Jean-Guy Provost

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Robert Frey.

Soutenue en 1989

à Paris, ENST .


  • Résumé

    Le developpement recent des sources laser a semi-conducteur pour le traitement et la transmission de l'information necessite d'une part d'optimiser leurs performances, d'autre part de determiner leurs limitations, ce qui necessite un approfondissement de la connaissance de leur proprietes physiques. Un des moyens d'analyse parmi les plus performants consiste en l'utilisation de l'injection optique: la lumiere d'un premier laser (sonde), envoyee dans un second (pompe), travaillant a une frequence differente, vient perturber le fonctionnement de ce dernier. L'injection optique est dite intramodale si elle se fait au voisinage de la frequence du mode du laser non injecte, intermodale si elle se fait au voisinage d'un autre mode. Dans ce travail nous nous sommes plus particulierement interesses a ce dernier cas. En fonction de la puissance injectee et de l'ecart de frequence entre les deux lasers on peut observer trois types de comportement: 1) lorsque l'intensite injectee est faible, un melange a quatre ondes se produit, avec apparition d'une troisieme frequence symetrique de la sonde par rapport a la pompe. Ce comportement avait deja ete mis en evidence en regime d'injection intramodale; nous avons pu montrer son existence aussi dans le cas intermodal, qui autorise un ecart frequentiel entre pompe et sonde de deux ordres de grandeur superieur a celui du premier cas. L'origine physique d'un tel melange, predit par agrawal en 1987, consiste non plus en la modulation interbande des porteurs comme en regime intramodal, mais en celle de la probabilite d'occupation de ces porteurs a l'interieur des bandes; 2) si l'on augmente le taux d'injection, le laser injecte peut alors etre synchronise et emettre exclusivement a la frequence du premier laser. L'etude theorique du blocage de mode par injection optique a permis de prevoir des plages de laser injecte plus grandes dans le cas de l'injection intramodale. Nous avons

  • Titre traduit

    Study of optical intermodal injection in semiconductor lasers working in the modulation, mode-locking and instability regimes


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