La Réinjection optique dans un laser VCSEL en tant que la détection et l'asservissement de distance en microscopie à sonde locale

par Romain Barret

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Christophe Gorecki.

Soutenue en 2008

à Besançon , en partenariat avec Université de Franche-comté. UFR des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Cette thèse se situe dans le contexte d'un projet d'intégration sur puce de microscopes à sonde locale pour lequel on utilisera des lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL). On exploitera la sensibilité des VCSEL à la réinjection optique. La réinjection optique correspond à réintroduire tout ou partie de la lumière émise par le VCSEL dans la cavité laser. Ce travail de thèse se situe dans le prolongement d'une première thèse faite par D. Heinis. Il a notamment réalisé un microscope SNOM fibré basé sur la réinjection optique dans un VCSEL. A partir de ce microscope SNOM, un montage de microscope à asservissement basé sur la réinjection optique dans un VCSEL est proposé. Le microscope fournit de bons résultats de mesures topographiques sans atteindre la résolution d'un microscope SNOM. On propose et on valide un modèle théorique de l'effet de la réinjection optique sur la puissance optique du VCSEL. Ensuite, un montage expérimental a permis de mettre en évidence la variation de tension du VCSEL causée par la réinjection optique. On propose un modèle théorique de l'effet de la réinjection optique sur la tension du VCSEL. Enfin on propose un autre modèle de la réinjection optique: on assimile l'effet de la réinjection optique dans un VCSEL à celui d'un faisceau incident sur une photodiode. On détermine une expression théorique du photocourant dans le VCSEL. On obtient un bon accord entre les courants photoniques mesurés et calculés.

  • Titre traduit

    Optical feedback in a VCSEL as rhe detection and the distance control in local probe microscopy


  • Résumé

    The context of this thesis is a project of integration on chip of local probe microscopes for which we will use vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSEL). We will make use of the sensibility of VCSEL to optical feedback. Optical feedback in a VCSEL means reintroducing partially or totally the emitted light by the VCSEL into the laser cavity. This work thesis is following a previous thesis achieved by D. Heinis, he defended his thesis on October 2005. He notably realised a SNOM microscope based on optical feedback in a VCSEL, in a configuration with optical fibre. From this SNOM microscope, a montage of a microscope with a control based on optical feedback in a VCSEL is proposed. The microscope gives good topographic measurements without reaching a SNOM resolution. We propose and we validate a theoretical model to explain the effect of optical feedback on the optical power of the VCSEL. Then, an experimental mounting let us give rise to the VCSEL voltage variation induced by optical feedback. We propose a theoretical model to explain the effect of optical feedback on the VCSEL voltage. Lastly we propose another model for optical feedback : we consider that a VCSEL under optical feedback is behaving like an illuminated photodiode. We determine a theoretical relationship of the photocurrent in the VCSEL. We found a good agreement between measured and calculated photonic currents.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (127 p.)
  • Notes : Reproduction de la thèse autorisée
  • Annexes : Bibliographie p.121-127

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Sciences - Sport (Besançon).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SCI.BESA.2008.4
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.