Dynamique spectro-temporelle d'une diode laser en cavite externe. Application a la spectroscopie d'absorption haute sensibilite par intracavite laser

par NICOLAS USCHANOFF

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de F. STOECKEL.

Soutenue en 1995

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Nous avons etudie le comportement d'un spectrometre d'absorption intracavite laser (i. C. L. A. S. ) utilisant un milieu amplificateur a semi-conducteur. Une etude theorique, basee sur les equations de bilan du laser en cavite externe, permet de mettre en evidence, d'une part, que l'important taux d'emission spontanee present dans les semi-conducteurs est une limitation pour la methode de mesure, d'autre part, que le coefficient de reflexion residuel non nul des faces de la diode conduit inevitablement a un spectre constitue d'amas, et enfin, que la presence d'une raie d'absorption spectrallement beaucoup plus large que la distribution spectrale du laser ne constitue pas une limite a la technique de mesure i. C. L. A. S. L'implication de la configuration geometrique de la cavite sur le spectre stationnaire du laser est etudiee aussi bien theoriquement qu'experimentalement, elle donne l'avantage a une configuration de cavite en l. La presence d'un traitement antireflet insuffisant sur les faces de certains de nos composants nous a, par ailleurs, permis d'observer un comportement dynamique proche de celui rencontre dans les montages ou la diode est soumise a une contre-reaction optique moderee. Le comportement dynamique du semi-conducteur en cavite externe revele la presence de couplages non lineaires entre les modes de la cavite. Ces couplages interviennent pour un temps de generation plus court que celui donne par l'emission spontane, qui est une limite fondamentale de la methode. Des mesures d'absorptions intracavite sur une raie de la vapeur d'eau atmospherique nous a permis d'atteindre une longueur d'absorption equivalente de 1500 m. L'ensemble de l'etude a permis de mettre en evidence le role penalisant de l'optique guidee (faible dimension du guide et inevitables coefficients de reflexion residuels des faces du milieu amplificateur) pour la methode de mesure intracavite. Une solution utilisant d'autres materiaux semi-conducteurs est cependant envisageable


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  • Détails : 224 P.
  • Annexes : 190 REF.

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