Combinaison cohérente de lasers à cascade quantique PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Combinaison cohérente de lasers à cascade quantique PDF full book. Access full book title Combinaison cohérente de lasers à cascade quantique by Guillaume Bloom. Download full books in PDF and EPUB format.
Author: Guillaume Bloom
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Des applications comme les contre-mesures optiques nécessitent des sources puissantes et avec une bonne qualité de faisceau dans le moyen infrarouge. Le laser à cascade quantique (LCQ) est une solution prometteuse mais la puissance fournie par ces lasers n'est pas suffisante. La combinaison cohérente de plusieurs de ces sources devrait permettre de sommer leurs puissances tout en conservant la qualité de faisceau d'un émetteur unique et constitue donc une solution intéressante pour contourner l'actuelle limitation en puissance des LCQ.Nous présentons une étude théorique et expérimentale de la combinaison de faisceaux cohérente de LCQ dans une cavité externe commune utilisant un coupleur de faisceaux. La mise en phase est ici totalement passive puisque fondée sur la minimisation des pertes dans la cavité globale : on parle d'auto-organisation. Un modèle général permettant de quantifier l'efficacité de combinaison et la stabilité de telles cavités est développé. Dans un premier temps, on montre expérimentalement que la combinaison cohérente de deux LCQ dans une cavité Michelson est une solution efficace et stable. Pour combiner plus d'émetteurs il est nécessaire de concevoir des coupleurs de faisceaux dans le moyen infrarouge efficaces. Pour cela, nous avons étudié deux types de réseaux : les réseaux de phase binaire (réseaux de Dammann) et des structures à gradient d'indice composées de motifs sub-longueur d'onde. Le dessin et l'optimisation de telles structures fait appel à la théorie des milieux artificiels et nécessite l'utilisation d'un code de résolution rigoureuse des équations de Maxwell (RCWA). Enfin, la combinaison cohérente de cinq LCQ en cavité externe avec un coupleur de faisceaux est démontrée expérimentalement et la combinaison d'un plus grand nombre de LCQ est discutée. En conclusion, nous présentons une solution originale pour réaliser la combinaison cohérente passive de LCQ et ainsi apporter une solution à l'augmentation de puissance dans le moyen infrarouge.
Author: Guillaume Bloom
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Des applications comme les contre-mesures optiques nécessitent des sources puissantes et avec une bonne qualité de faisceau dans le moyen infrarouge. Le laser à cascade quantique (LCQ) est une solution prometteuse mais la puissance fournie par ces lasers n'est pas suffisante. La combinaison cohérente de plusieurs de ces sources devrait permettre de sommer leurs puissances tout en conservant la qualité de faisceau d'un émetteur unique et constitue donc une solution intéressante pour contourner l'actuelle limitation en puissance des LCQ.Nous présentons une étude théorique et expérimentale de la combinaison de faisceaux cohérente de LCQ dans une cavité externe commune utilisant un coupleur de faisceaux. La mise en phase est ici totalement passive puisque fondée sur la minimisation des pertes dans la cavité globale : on parle d'auto-organisation. Un modèle général permettant de quantifier l'efficacité de combinaison et la stabilité de telles cavités est développé. Dans un premier temps, on montre expérimentalement que la combinaison cohérente de deux LCQ dans une cavité Michelson est une solution efficace et stable. Pour combiner plus d'émetteurs il est nécessaire de concevoir des coupleurs de faisceaux dans le moyen infrarouge efficaces. Pour cela, nous avons étudié deux types de réseaux : les réseaux de phase binaire (réseaux de Dammann) et des structures à gradient d'indice composées de motifs sub-longueur d'onde. Le dessin et l'optimisation de telles structures fait appel à la théorie des milieux artificiels et nécessite l'utilisation d'un code de résolution rigoureuse des équations de Maxwell (RCWA). Enfin, la combinaison cohérente de cinq LCQ en cavité externe avec un coupleur de faisceaux est démontrée expérimentalement et la combinaison d'un plus grand nombre de LCQ est discutée. En conclusion, nous présentons une solution originale pour réaliser la combinaison cohérente passive de LCQ et ainsi apporter une solution à l'augmentation de puissance dans le moyen infrarouge.
Author: Jérôme Faist
Publisher: Oxford University Press
ISBN: 0198528248
Category : Science
Languages : en
Pages : 321
Get Book Here
Book Description
This book describes the physics, fabrication technology, and applications of the quantum cascade laser.
Author: Guy-Maël de Naurois
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Au cours des dix dernières années, les performances des lasers à cascade quantique dans le moyen infrarouge ont connu une progression rapide: Les rendements ont atteint des valeurs supérieures à 20% avec une puissance d'émission de 5W en régime continu, à température ambiante. Ces valeurs ont été atteintes notamment grâce à la diminution de la sensibilité des lasers à l'échauffement, avec des températures caractéristiques T0 s'approchant de 300K. Les performances sont donc actuellement limitées par la puissance injectée, qui est proportionnelle à la taille de la zone de gain. Les travaux de cette thèse présentent une solution innovante, consistant à combiner un réseau d'émetteurs de petites tailles de façon monolithique. Nous démontrons expérimentalement pour la première fois, des dispositifs jusqu'à 32 émetteurs de 2μm de larges, émettant en phase par couplage évanescent. De plus, nous mettons en évidences des résistances thermiques record. Ces résultats mettent en évidence la possibilité de fabriquer des sources de hautes puissances (supérieures à 10W) dans le moyen-infrarouge avec une très bonne qualité de faisceau.
Author: Yan Xie
Publisher:
ISBN:
Category : Technology
Languages : en
Pages :
Get Book Here
Book Description
Power amplification and coherent combination are important ways to improve the output power and beam quality of single-mode terahertz quantum cascade lasers (THz QCLs). Up to date, the tapered waveguide is the most convenient way to amplify the power of THz QCLs. The self-focusing effect in tapered THz QCLs induces non-monotonic behaviours of the peak power and far-field beam divergence, which lead to the existence of optimal structural parameters. The surface and lateral grating techniques have also been employed in tapered THz QCLs to further improve the spectral purity. For coherent combinations, the progress of facet-emitting phase-locked arrays of THz QCLs is still limited due to both the lack of the understanding of dynamics of coupled QCLs and the difficulties in designing high-performance coupled waveguides. We will briefly review the developments of coherent arrays of THz QCLs and present a design of monolithic QCL arrays with common coupled cavity to achieve the optical mutual injection, which may provide a new way for coherent combination of THz QCLs.
Author: Joseph D. Bennett
Publisher: Nova Science Publishers
ISBN: 9781536103878
Category : Heterostructures
Languages : en
Pages : 0
Get Book Here
Book Description
Quantum cascade lasers (QCLs) are unipolar devices with lasing occurring through transitions between quantised energy levels within the conduction band. When compared to conventional lasers (e.g. gas, liquid or solid state lasers), these new optoelectronic devices present a fundamental advantage that resides in their ability to tailor the wavelength of the emitted light via the layer thickness rather than the band gap. This book discusses different types and applications of quantum cascade lasers.
Author:
Publisher:
ISBN: 9789535130628
Category :
Languages : en
Pages :
Get Book Here
Book Description
Author: Louise Jumpertz
Publisher: Springer
ISBN: 3319658794
Category : Science
Languages : en
Pages : 152
Get Book Here
Book Description
This thesis presents the first comprehensive analysis of quantum cascade laser nonlinear dynamics and includes the first observation of a temporal chaotic behavior in quantum cascade lasers. It also provides the first analysis of optical instabilities in the mid-infrared range. Mid-infrared quantum cascade lasers are unipolar semiconductor lasers, which have become widely used in applications such as gas spectroscopy, free-space communications or optical countermeasures. Applying external perturbations such as optical feedback or optical injection leads to a strong modification of the quantum cascade laser properties. Optical feedback impacts the static properties of mid-infrared Fabry–Perot and distributed feedback quantum cascade lasers, inducing power increase; threshold reduction; modification of the optical spectrum, which can become either single- or multimode; and enhanced beam quality in broad-area transverse multimode lasers. It also leads to a different dynamical behavior, and a quantum cascade laser subject to optical feedback can oscillate periodically or even become chaotic. A quantum cascade laser under external control could therefore be a source with enhanced properties for the usual mid-infrared applications, but could also address new applications such as tunable photonic oscillators, extreme events generators, chaotic Light Detection and Ranging (LIDAR), chaos-based secured communications or unpredictable countermeasures.
Author: Shiyuan Zhao
Publisher: Springer Nature
ISBN: 3031668189
Category :
Languages : en
Pages : 245
Get Book Here
Book Description
Author:
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 38
Get Book Here
Book Description
A systematic experimental and theoretical study of multimode regimes has been performed in high power mid-infrared quantum cascade lasers (QCLs). In narrow devices it is found that above a second threshold the laser spectrum dramatically broadens showing multimode operation with pronounced Rabi sidebands in the envelope of the spectrum. This represents the first direct evidence of the coherent instability associated with population oscillations at the Rabi frequency. For ridge widths much larger than the wavelength, the Rabi sidebands disappear.
Author: Dimitri Oustinov
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 156
Get Book Here
Book Description
Ce travail présente une étude de lasers à cascade quantique à l'aide de la spectroscopie THz dans le domaine temporel. Cette technique expérimentale consiste en la détection de champs électriques THz permettant ainsi d’étudier des effets à la fois statiques et dynamiques dans les semiconducteurs. Les lasers à cascade quantique THz sont des structures multipuits considérées comme des dispositifs prometteurs pour combler le manque de sources dans l’infrarouge lointain. Dans l’étude statique, nous avons mesuré le spectre du gain de différents échantillons et avons pu identifier les transitions électroniques intersousbandes responsables du gain et des pertes. Nous avons aussi constaté un rétrécissement du spectre du gain dans ces lasers dont nous expliquons l’origine. Dans l’étude dynamique, nous avons effectué une commutation du gain dans un laser à cascade quantique afin d'exploiter son régime non stationnaire pour amplifier une onde THz dans un milieu présentant un gain élevé sans être limité aux pertes totales au-dessus du seuil. Un interrupteur optique de type Auston a été utilisé pour y parvenir. Finalement, un contrôle électrique du déclenchement d’un laser au-dessus du seuil nous a permis de mesurer l’émission cohérente d’un laser THz par spectroscopie dans le domaine temporel. Le contrôle de la phase du laser a été rendu possible grâce à un amorçage de ce dernier par une impulsion THz à spectre large
