Stabilisation de fréquence de lasers à semi-conducteur par couplage optique résonnant induit par spectroscopie de polarisation PDF Download
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Author: Roland Loe-mie
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Languages : fr
Pages : 199
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L'OBJET DE CE TRAVAIL PORTE SUR L'EVALUATION DES PERFORMANCES DE SYSTEMES DE LASERS A SEMI-CONDUCTEUR STABILISES EN FREQUENCE SUR UNE RESONANCE ATOMIQUE ETROITE PAR DES METHODES QUASI TOUT-OPTIQUE. APRES UN PREMIER BREF CHAPITRE INTRODUCTIF, LE SECOND CHAPITRE DU MEMOIRE TRAITE DU COMPORTEMENT STATIQUE ET DYNAMIQUE DU RAYONNEMENT D'UN LASER A SEMI-CONDUCTEUR EN PRESENCE D'UN COUPLAGE OPTIQUE RESONNANT. ON MONTRE QU'UNE RETROACTION ADEQUATE CONDUIT A UNE AMELIORATION DE LA PURETE SPECTRALE ET A UNE STABILISATION DE LA FREQUENCE D'EMISSION SUR LA RESONANCE. POUR LE SIGNAL DE RETROACTION RESONNANTE, NOUS CONSIDERONS EN PARTICULIER LE CAS DES TECHNIQUES SPECTROSCOPIQUES QUI REALISENT DIRECTEMENT UN ASSERVISSEMENT OPTIQUE DE LA FREQUENCE SUR UNE TRANSITION ATOMIQUE. LE TROISIEME CHAPITRE CONSIDERE LA TECHNIQUE SPECIFIQUE DE SPECTROSCOPIE DE POLARISATION CHOISIE POUR NOS EXPERIENCES....
Author: Roland Loe-mie
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Languages : fr
Pages : 199
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L'OBJET DE CE TRAVAIL PORTE SUR L'EVALUATION DES PERFORMANCES DE SYSTEMES DE LASERS A SEMI-CONDUCTEUR STABILISES EN FREQUENCE SUR UNE RESONANCE ATOMIQUE ETROITE PAR DES METHODES QUASI TOUT-OPTIQUE. APRES UN PREMIER BREF CHAPITRE INTRODUCTIF, LE SECOND CHAPITRE DU MEMOIRE TRAITE DU COMPORTEMENT STATIQUE ET DYNAMIQUE DU RAYONNEMENT D'UN LASER A SEMI-CONDUCTEUR EN PRESENCE D'UN COUPLAGE OPTIQUE RESONNANT. ON MONTRE QU'UNE RETROACTION ADEQUATE CONDUIT A UNE AMELIORATION DE LA PURETE SPECTRALE ET A UNE STABILISATION DE LA FREQUENCE D'EMISSION SUR LA RESONANCE. POUR LE SIGNAL DE RETROACTION RESONNANTE, NOUS CONSIDERONS EN PARTICULIER LE CAS DES TECHNIQUES SPECTROSCOPIQUES QUI REALISENT DIRECTEMENT UN ASSERVISSEMENT OPTIQUE DE LA FREQUENCE SUR UNE TRANSITION ATOMIQUE. LE TROISIEME CHAPITRE CONSIDERE LA TECHNIQUE SPECIFIQUE DE SPECTROSCOPIE DE POLARISATION CHOISIE POUR NOS EXPERIENCES....
Author: JEAN-PHILIPPE.. BOUYER
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Languages : fr
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CE MEMOIRE PRESENTE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET THEORIQUES OBTENUS SUR LE VERROUILLAGE DE PHASE ET LE TRANSFERT DE PURETE SPECTRALE PAR INJECTION OPTIQUE DANS LES LASERS A SEMI-CONDUCTEUR EN INGAASP. SUR LE PLAN EXPERIMENTAL, QUELQUES DIZAINES DE NANOWATTS SUFFISENT A IMPOSER AU LASER ESCLAVE LA FREQUENCE DU FAISCEAU INJECTE. LE BRUIT DE FREQUENCE DU LASER MAITRE, TROP ELEVE POUR PERMETTRE UNE ETUDE PRECISE DE L'INJECTION, EST REDUIT PAR COUPLAGE OPTIQUE RESONNANT SUR CAVITE EXTERNE. LE TRANSFERT DE LA PURETE SPECTRALE DU LASER MAITRE, AINSI QUE LA STABILITE DU LASER ESCLAVE LE LONG DE LA PLAGE DE VERROUILLAGE, SONT EXAMINES EN DETAIL. DE PLUS, LE TRANSFERT DE PURETE SPECTRALE D'UN FAISCEAU MONOMODE DANS UN COMPOSANT MULTIMODE, EST EGALEMENT ETUDIE. SUR LE PLAN THEORIQUE, L'EVOLUTION NON LINEAIRE DES MECANISMES DE VERROUILLAGE DE PHASE, DANS LES TROIS REGIMES D'INJECTION, EST INTEGRALEMENT EXPLIQUEE. LE TRANSFERT DE PURETE SPECTRALE SE MANIFESTE, DANS LE CAS MULTIMODE, PAR UN PARTAGE DE SATURATION ENTRE LES DIVERSES COMPOSANTES SPECTRALES DE GAIN. DANS LE CAS MULTIMODE, PAR UN PARTAGE DE SATURATION ENTRE LES DIVERSES COMPOSANTES SPECTRALES DE GAIN. DANS LE CAS MONOMODE, LE CALCUL DE LA DENSITE SPECTRALE DE BRUIT DE FREQUENCE DE LA DIODE LASER ESCLAVE, INJECTEE PAR UN FAISCEAU STABILISE EN FREQUENCE, MONTRE QUE LA PURETE SPECTRALE DU LASER MAITRE EST INTEGRALEMENT TRANSMISE AU LASER ESCLAVE, JUSQU'A UNE FREQUENCE DE COUPURE PROPORTIONNELLE A LA RACINE CARREE DE LA PUISSANCE INJECTEE. UN CHAPITRE D'APPLICATION MET FINALEMENT EN UVRE TROIS METHODES DE MESURE DU FACTEUR DE HENRY FONDEES SUR L'INJECTION OPTIQUE ET PERMET D'ESTIMER LEURS FIABILITES RELATIVES
Author: John L. Hall
Publisher: SPIE-International Society for Optical Engineering
ISBN:
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 296
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Author: Philippe Laurent
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Category :
Languages : en
Pages : 380
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We report our work on diode laser frequency stabilization emitting near 850 and 1300 nanometers.In first, we demonstrate a single-mode operation from an initially multimode diode laser with an optical feedback on an external mirror.Secondly, a confocal Fabry-Perot cavity is used to feedback the beam from the diode laser and provide resonant optical stabilization of the semiconductor laser. We present a detailed theoretical analysis of the static and dynamic frequency noise power spectrum of the coupled cavity laser field. Experimentally we achieve static frequency noise reduction of 50-60 dB and obtain a dramatic reduction of the laser line with from 20 MHz to a few kHz.The frequency tenability of these coupled cavity diode lasers are achieved by a double servo-loop system and we have obtained a continuously frequency tuning of 7 GHz without laser spectral purity degradation.Applications of these techniques include optical pumping Cesium docks and frequency synthesis in the visible.
Author: Yaakov Shevy
Publisher: SPIE-International Society for Optical Engineering
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 278
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Author: Bruno Thédrez
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 178
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LA POLARISATION OPTIQUE DU MILIEU DANS UN LASER A SEMICONDUCTEUR EST ETUDIEE DE FACON THEORIQUE A L'AIDE DU FORMALISME DE LQ MQTRICE DENSITE. UNE EQUIVALENCE AVEC LA POLARISATION D'UN ENSEMBLE DE SYSTEMES A DEUX NIVEAUX EN EST DEDUITE. UNE COMPARAISON AVEC LES EQUATIONS D'EVOLUTION A PERMIS D'EXPRIMER LES CONSTANTES PHENOMENOLOGIQUES DE CES DERNIERES EN FONCTION DES PARAMETRES MICROSCOPIQUES. D'AUTRE PART, L'INFLUENCE DE LA CAVITE EST PRISE EN COMPTE POUR MODELISER L'ENSEMBLE "SYSTEME A DEUX NIVEAUX AMPLIFICATEUR - CAVITE LASER" PAR UN NOUVEAU SYSTEME A DEUX NIVEAUX. L'EXISTENCE DE RESONANCES DANS LE SPECTRE DU LASER A SEMICONDUCTEUR, A PU ETRE AISEMENT EXPLIQUE EN TERME D'EFFET STARK DYNAMIQUE A L'INTERIEUR DU SYSTEME EQUIVALENT A DEUX NIVEAUX. CES RESONANCES QUI PEUVENT DONNER LIEU A UNE MODULATION DU FAISCEAU A LA FREQUENCE DE RABI GENERALISEE F SONT INTERPRETEES EN TERME DE FREQUENCE DE RELAXATION. L'EMERGENCE DU DOUBLEMENT DE PERIODE EST ETUDIEE DANS LE DOMAINE DES FREQUENCES A PARTIR DE LA POLARISATION NON LINEAIRE. UNE ETUDE EXPERIMENTALE A PERMIS DE CONFIRMER L'APPARITION DE NOUVELLES ONDES PAR MELANGE A QUATRE PHOTONS PLUSIEURS FOIS RESONANT ET DE MONTRER L'EXISTENCE D'UN POINT SINGULIER.
Author: MASSIMO.. GIUDICI
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Languages : fr
Pages : 282
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LA DYNAMIQUE DES LASERS A SEMI-CONDUCTEUR AVEC RETROACTION OPTIQUE EST LE SUJET DE CETTE THESE. EN PARTICULIER, NOUS ANALYSONS L'INSTABILITE A L'ORIGINE DES FLUCTUATIONS A BASSE FREQUENCE DE L'INTENSITE DU LASER (LOW FREQUENCY FLUCTUATIONS, LFFS) QUI APPARAISSENT POUR UNE RETROACTION MODEREE A FORTE. NOUS ETUDIONS LA NATURE DYNAMIQUE DES FLUCTUATIONS A BASSE FREQUENCE AU MOYEN DE TECHNIQUES DES MESURES PARTICULIERES. NOUS PROUVONS QUE LES LFFS TROUVENT LEUR ORIGINE DANS UNE BIFURCATION NOEUD - COL D'ANDRONOV ANTICIPEE PAR LE BRUIT PRESENT DANS LE SYSTEME. NOUS DEMONTRONS EXPERIMENTALEMENT QUE, EN ACCORD AVEC CE TYPE DE BIFURCATION, LE LASER A SEMI-CONDUCTEUR AVEC RETROACTION OPTIQUE REPOND AUX PERTURBATIONS COMME UN SYSTEME EXCITABLE. CECI CONSTITUE LA PREMIERE PREUVE D'EXCITABILITE DANS UN SYSTEME OPTIQUE. COROLLAIREMENT, LE CONTROLE DU NIVEAU DE BRUIT DANS LE SYSTEME NOUS PERMET DE REALISER LA PREMIERE OBSERVATION DU PHENOMENE DE COHERENCE RESONANCE. NOUS AVONS AUSSI OBTENU DE FORTES INDICATIONS SUR LE MECANISME PHYSIQUE A L'ORIGINE DE L'INSTABILITE DES FLUCTUATIONS A BASSE FREQUENCE. L'ANALYSE DE L'EVOLUTION TEMPORELLE DU SPECTRE OPTIQUE A DES ECHELLES INFERIEURES A LA NANOSECONDE NOUS PERMET DE MONTRER QUE CETTE INSTABILITE EST GENEREE PAR L'INTERACTION ENTRE DIFFERENTS MODES DU LASER. ENFIN, NOUS NOUS SOMMES PLACES DANS LE CAS EXPERIMENTAL OU LA RETROACTION OPTIQUE EST SELECTIVE EN FREQUENCE, ANALYSANT AINSI LES CARACTERISTIQUES DU SYSTEME PAR LA VARIATION DE CETTE FREQUENCE. L'INFLUENCE DE LA RETROACTION SUR UN LASER A AUSSI ETE ETUDIEE POUR DES LASERS A CAVITE VERTICALE (VCSELS) DONT LE FONCTIONNEMENT MONOMODE LONGITUDINAL EST IMPOSE PAR LA SEPARATION EN FREQUENCE ENTRE LES MODES. POURTANT, NOUS OBSERVONS UNE FLUCTUATION A BASSE FREQUENCE DANS L'INTENSITE EMISE PAR LE SYSTEME. NOUS MONTRONS QUE, DANS CE CAS, L'INSTABILITE EST LIEE A L'INTERACTION ENTRE LES DEUX COMPOSANTS DE POLARISATION DU VCSEL.
Author: Marc Bondiou
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Languages : fr
Pages : 183
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L'ETUDE PRESENTEE PORTE SUR LES PROPRIETES SPECTRALES DE LASERS SEMI-CONDUCTEURS DE TYPE DFB A 1,55 M SOUMIS A INJECTION OPTIQUE. DANS LE CAS D'UNE INJECTION SCALAIRE, QUASI-STATIQUE ET INTRAMODALE, LE TRANSFERT DES PROPRIETES SPECTRALES DU LASER MAITRE VERS LE LASER ESCLAVE A ETE ETUDIE A DIFFERENTES ECHELLES DE DESACCORD SPECTRAL ENTRE LES FREQUENCES OPTIQUES DES LASERS MAITRE ET ESCLAVE. A L'ECHELLE DU GIGAHERTZ, LE COMPORTEMENT DU LASER INJECTE A ETE DISTINGUE SUIVANT QU'IL SE TROUVE POLARISE PRES OU LOIN DU SEUIL. DANS CE DERNIER CAS, DES REGIMES DE DYNAMIQUE NON-LINEAIRE ONT ETE IDENTIFIES ET CARTOGRAPHIES. A L'ECHELLE DU MEGAHERTZ, LE TRANSFERT DE LARGEUR DE RAIE DU MAITRE VERS L'ESCLAVE A ETE VERIFIE DANS LES DEUX SENS (TRANSFERT DE PURETE ET D'IMPURETE SPECTRALE). ON A DEMONTRE EXPERIMENTALEMENT QUE LE TRANSFERT S'EFFECTUE DE MANIERE PROGRESSIVE EN FONCTION DE LA PUISSANCE INJECTEE, AUSSI BIEN PRES DU SEUIL QUE LOIN DU SEUIL. DANS CE DERNIER CAS, LA MODELISATION DU TRANSFERT PARTIEL PAR UNE FONCTION D'AIRY GENERALISEE, DECRIVANT LA DENSITE SPECTRALE DE PUISSANCE DU LASER SOLITAIRE PUIS INJECTE, REND BIEN COMPTE DU TRANSFERT PARTIEL OBSERVE. CE TRAVAIL PERMET DE MIEUX CERNER LES LIMITES DES TRANSFERTS DE QUALITES SPECTRALES (STABILITE DE FREQUENCE ET PETITE LARGEUR DE RAIE) PAR INJECTION OPTIQUE DANS UN LASER SEMI-CONDUCTEUR. IL REJOINT LES PREOCCUPATIONS DES UTILISATEURS CONCERNES PAR LE CONTROLE DES FREQUENCES OPTIQUES DANS LES LASERS SEMI-CONDUCTEURS (SPECTROSCOPIE, METROLOGIE, MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D'ONDE POUR LES TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES SUR FIBRES). L'ACCROCHAGE DE PHASE EN REGIME DE MODULATION DE L'ESCLAVE CONCLUT AUSSI A UN TRANSFERT DE LARGEUR DE RAIE RATTACHE AUX PRECEDENTS. UNE DES PERSPECTIVES D'APPLICATION DE CE DERNIER VOLET DE L'ETUDE CONSISTE EN L'UTILISATION DU TRANSFERT POUR LA GENERATION PAR INJECTION OPTIQUE DE PORTEUSES MICRO-ONDES SPECTRALEMENT PURES.
Author: JEAN-LUC.. BEYLAT
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Languages : fr
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CE MEMOIRE EST CONSACRE A L'ETUDE DES EFFETS DE LA REALIMENTATION OPTIQUE SUR LE FONCTIONNEMENT DES LASERS A SEMI-CONDUCTEURS EN GENERAL ET PLUS PARTICULIEREMENT DES LASERS A CONTRE-REACTION DISTRIBUEE (LASER DFB). LES DIFFERENTES CONDITIONS DE REALIMENTATION OPTIQUE TELLES QUE LE COUPLAGE FAIBLE, LE CHAOS OPTIQUE OU LE COUPLAGE FORT SONT TRAITEES. LES MODIFICATIONS DES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DU LASER LIEES A LA REALIMENTATION OPTIQUE SONT ANALYSEES ET EXPLICITEES EN REGARD DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. DES METHODES DE MESURES ORIGINALES PERMETTANT, SOIT L'EVALUATION DE LA SENSIBILITE A LA REALIMENTATION OPTIQUE, SOIT LA DETERMINATION DE CARACTERISTIQUES TELLES QUE LA FREQUENCE DE RESONANCE, LE GAIN DIFFERENTIEL NET OU LE FACTEUR DE COUPLAGE PHASE-AMPLITUDE SONT PRESENTEES. LA CONCEPTION ET LA REALISATION DE TETES OPTIQUES SONT EGALEMENT TRAITEES. DANS CET OBJECTIF, UNE TETE OPTIQUE AVEC UN SIMPLE OU UN DOUBLE ISOLATEUR OPTIQUE ET UNE TETE OPTIQUE INTEGRANT UN LASER A CAVITE EXTERNE COMPACTE SONT DECRITES. L'INSERTION DE CES COMPOSANTS DANS UN SYSTEME DE TRANSMISSION PAR FIBRE OPTIQUE A CARACTERE INDUSTRIEL EST PRESENTE AINSI QUE LES POTENTIALITES PLUS GENERALES DE CES SOURCES
Author: MESSAOUD.. BAHOURA
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Languages : fr
Pages : 400
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LE TRAVAIL DE CETTE THESE CONSISTE A ETUDIER THEORIQUEMENT ET EXPERIMENTALEMENT L'INFLUENCE DU BRUIT DE PHASE D'UN LASER A SEMI-CONDUCTEURS SUR LES PERFORMANCES ULTIMES DE SON ASSERVISSEMENT EN FREQUENCE SUR UNE RESONANCE OPTIQUE. TROIS REFERENCES SONT CHOISIES : UN INTERFEROMETRE DE MACH-ZENDER, UNE CAVITE FABRY-PEROT ET UNE VAPEUR ATOMIQUE. AFIN DE TESTER LES LIMITES DE CERTAINS MODELES USUELS DE DESCRIPTION DES FLUCTUATIONS DE PHASE DU LASER, J'UTILISE UNE THEORIE GENERALE IMPLIQUANT L'INTERFEROMETRE DE MACH-ZENDER ET BASEE SUR LE MODELE DU CHAMP LASER A DIFFUSION DE PHASE SANS RESTRICTION SUR LES VALEURS RELATIVES DES LARGEURS DE RAIES DU LASER ET DE LA REFERENCE. JE MONTRE QUE LE PROCESSUS DE MODULATION-DEMODULATION, EN PRESENCE DU BRUIT DE PHASE DU LASER, GENERE DEUX TYPES D'EXCES DE BRUIT PAR RAPPORT AU BRUIT DE GRENAILLE DE PHOTONS : BRUIT DE CONVERSION ET BRUIT D'INTERMODULATION. CES EXCES DE BRUIT S'AJOUTENT AU SIGNAL D'ERREUR ET LIMITENT LA STABILITE DU LASER ASSERVI. LES PREDICTIONS THEORIQUES CONFIRMEES PAR DES RESULTATS EXPERIMENTAUX MONTRENT QUE LA REPONSE FREQUENTIELLE D'UN SYSTEME ATOMIQUE A DEUX NIVEAUX EN REGIME DE FAIBLE SATURATION INTERROGE PAR UN CHAMP LASER BRUYANT EST IDENTIQUE A CELLE D'UNE CAVITE FABRY-PEROT ECLAIREE PAR LE MEME LASER. JE MONTRE QUE DANS LES CONDITIONS TYPIQUES D'ASSERVISSEMENT LA PURETE SPECTRALE DU LASER ASSERVI EST PRINCIPALEMENT LIMITEE PAR L'EXCES DE BRUIT D'INTERMODULATION. CET EFFET, INITIALEMENT MIS EN EVIDENCE DANS LE DOMAINE MICRO-ONDE, PEUT ETRE REDUIT AVEC UN CHOIX CONVENABLE DE LA CONFIGURATION DE DETECTION ET DE LA FREQUENCE DE MODULATION. AINSI UNE SOURCE LASER DE HAUTE PURETE SPECTRALE COMPATIBLE AVEC NOS APPLICATIONS PEUT ETRE REALISEE. LES RESULTATS DE CE MEMOIRE PEUVENT MENER A D'INTERESSANTES ETUDES SUR LES PHENOMENES DE BRUIT DANS LES DOMAINES DE LA METROLOGIE DES FREQUENCES, LA SPECTROSCOPIE A HAUTE RESOLUTION, LE REFROIDISSEMENT D'ATOMES PAR LASER ET LE POMPAGE OPTIQUE.
