Étude des propriétés spectrales d'un laser semi-conducteur soumis à injection optique PDF Download
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Author: Marc Bondiou
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Languages : fr
Pages : 183
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Book Description
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: Marc Bondiou
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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-PHILIPPE.. BOUYER
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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: Guang-Hua Duan
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UNE NOUVELLE GENERATION DE SYSTEMES OPTIQUES BASEE SUR LA DETECTION COHERENTE EST EN TRAIN D'EMERGER. CES SYSTEMES NECESSITENT DES LASERS PERFORMANTS DE TYPE A CONTRE-REACTION DISTRIBUEE OU A CAVITE COMPOSITE. CETTE THESE PROPOSE UNE ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE SUR LE BRUIT ET LA MODULATION DE CE TYPE DE LASERS. LA METHODE GENERALE BASEE SUR LA FONCTION DE GREEN, PERMETTANT DE DECRIRE LES PROPRIETES DE BRUIT ET DE MODULATION D'UN LASER A SEMI-CONDUCTEUR, EST GENERALISEE DANS LE CAS D'UNE STRUCTURE COMPLEXE. DEUX PARAMETRES TRES IMPORTANTS ONT ETE PARTICULIEREMENT ETUDIES. IL S'AGIT DU TAUX D'EMISSION SPONTANEE COUPLEE AU MODE ET DU FACTEUR DE COUPLAGE PHASE-AMPLITUDE EFFECTIF. A PARTIR DE CE MODELE THEORIQUE GENERAL, L'EXCES DE BRUIT D'EMISSION SPONTANEE POUR DIFFERENTES STRUCTURES DE LASERS EST MIS EN EVIDENCE. LA SENSIBILITE DE CE TYPE DE LASERS VIS-A-VIS DES REFLEXIONS EXTERNES EST DEFINIE DE MANIERE GENERALE. POUR DE LASERS A PLUSIEURS SECTIONS, IL EST MONTRE QUE LE TAUX D'EMISSION SPONTANEE COUPLEE AU MODE ET LE FACTEUR DE COUPLAGE PHASE-AMPLITUDE DEPENDENT DES CONDITIONS D'INJECTION DES COURANTS. UNE MODULATION PURE EN FREQUENCE OU EN AMPLITUDE PEUT ETRE OBTENUE EN CHOISISSANT UN TAUX APPROPRIE DE SEPARATION DES COURANTS DE MODULATION. LES BRUITS DE GRENAILLE ASSOCIES AUX PORTEURS CONDUISENT DANS CE CAS A UNE LARGEUR SPECTRALE NON NEGLIGEABLE. EN CE QUI CONCERNE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX, UNE REDUCTION DU CHIRP ET UNE VARIATION DE L'AMORTISSEMENT DES OSCILLATIONS DE RELAXATION ONT ETE MISES EN EVIDENCE POUR UN LASER DFB SOUMIS A UNE CONTRE-REACTION OPTIQUE EXTERNE. CES RESULTATS SONT BIEN EXPLIQUES PAR LE MODELE DES EQUATIONS D'EVOLUTION GENERALISEES. LA SYNCHRONISATION D'UN LASER PAR INJECTION OPTIQUE SUR UNE BANDE LATERALE DE MODULATION EN FREQUENCE D'UN AUTRE LASER A ETE DEMONTREE EN UTILISANT DEUX LASERS DBR A DEUX ELECTRODES. UN LASER A CAVITE ETENDUE A ETE REALISE AU LABORATOIRE: UNE ACCORDABILITE DE 40 NM A ETE OBTENUE AUTOUR DE LA LONGUEUR D'ONDE 1,54 M; LA LARGEUR SPECTRALE A ETE REDUITE JUSQU'A UNE CENTAINE DE KILOHERTZ. CE LASER A ETE UTILISE DANS UN SYSTEME D'HETERODYNAGE. LES CARACTERISTIQUES EXPERIMENTALES D'UN LASER DBR A DEUX SECTIONS ONT ETE PRESENTEES. IL A ETE MONTRE NOTAMMENT, POUR LA PREMIERE FOIS, QUE LE BRUIT DU COURANT D'INJECTION DANS LA SECTION DE BRAGG INTRODUIT UNE LARGEUR SPECTRALE SUPPLEMENTAIRE IMPORTANTE. UNE ETUDE DE L'INFLUENCE DES EFFETS NON-LINEAIRES SUR LA LARGEUR SPECTRALE D'UN LASER DFB MONO-SECTION EST EGALEMENT PRESENTEE. IL EST MONTRE QUE LA SATURATION DU GAIN INTRABANDE CONDUIT A UNE AUGMENTATION DU FACTEUR DE COUPLAGE PHASE-AMPLITUDE. EN REVANCHE, LA SATURATION INHOMOGENE SPATIALE DE LA DENSITE DES PORTEURS A PEU DE CONSEQUENCES SUR LES PROPRIETES DYNAMIQUES ET SPECTRALES. PAR L'INTERMEDIAIRE DES EFFETS THERMIQUES ET DES EFFETS NON-LINEAIRES, LE BRUIT DE GRENAILLE DES PORTEURS ET LE BRUIT DU COURANT D'ALIMENTATION PEUVENT CONDUIRE, POUR CE TYPE DE STRUCTURE, A UNE LARGEUR SPECTRALE SUPPLEMENTAIRE.
Author: PHILIPPE.. DOARE
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CETTE ETUDE SE SITUE DANS LE CADRE DES TRANSMISSIONS OPTIQUES COHERENTES ET A POUR BUT D'AMPLIFIER LE SIGNAL OPTIQUE A L'EMISSION D'UN SYSTEME AFIN D'EN ACCROITRE LA PORTEE. LA TECHNIQUE PROPOSEE EST LE VERROUILLAGE PAR INJECTION OPTIQUE DE DEUX LASERS SEMICONDUCTEURS. LE PREMIER LASER, DIT LASER MAITRE, PRESENTE UN COMPORTEMENT MONOFREQUENCE ET UNE TRES BONNE PURETE SPECTRALE, ADAPTEE AU DEBIT DE LA LIAISON. ON MONTRE ALORS QUE SOUS CERTAINES CONDITIONS D'INJECTION OPTIQUE, LE LASER ESCLAVE SE VERROUILLE EN FREQUENCE SUR LE LASER MAITRE ET ACQUIERT LES PROPRIETES SPECTRALES DE CE DERNIER. UNE AMPLIFICATION DU SIGNAL OPTIQUE EST POSSIBLE EN CHOISISSANT UN LASER ESCLAVE DE PLUS FORTE PUISSANCE QUE LE LASER MAITRE. ON MONTRE EGALEMENT Q'UNE MODULATION DU COURANT D'ALIMENTATION GENERE, EN REGIME DE SYNCHRONISATION, UNE MODULATION DE PHASE DU SIGNAL OPTIQUE RESULTANT. LES DEUX FONCTIONS AMPLIFICATEUR RESONNANT ET MODULATEUR DE PHASE SONT ETUDIEES DANS CE TRAVAIL. UNE APPLICATION DE CETTE TECHNIQUE D'AMPLIFICATION A UN SYSTEME DE TRANSMISSION EST DECRITE. IL S'AGIT D'UNE TRANSMISSION OPTIQUE COHERENTE UTILISANT UNE DETECTION HOMODYNE A DIVERSITE DE PHASE. LES LASERS (EMETTEUR ET OSCILLATEUR LOCAL) UTILISES DANS CE SYSTEME SONT DES LASERS STABILISES EN FREQUENCE DE MANIERE ABSOLUE ET INDEPENDANTE SUR UNE LONGUEUR D'ONDE DE REFERENCE. LE LASER ESCLAVE EST UN LASER DE TYPE BH (BURIED HETEROSTRUCTURE) ET LE GAIN NET OBTENU EST DE L'ORDRE DE 10 DB
Author: FABRICE.. MARCHESE
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Pages : 145
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CETTE ETUDE PORTE SUR LA REPONSE D'UN LASER FABRY-PEROT A SEMI-CONDUCTEUR A L'INJECTION DE PUISSANCE OPTIQUE. NOUS NOUS ATTACHONS A EN MONTRER LES POTENTIALITES ET A FAIRE RESSORTIR CERTAINES APPLICATIONS SUSCEPTIBLES D'ETRE UTILISEES DANS LES TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES. L'ETUDE COMMENCE PAR UN RAPPEL DES NOTIONS SUR LES SEMI-CONDUCTEURS NECESSAIRES A UNE MODELISATION DU COMPORTEMENT DE CE COMPOSANT. NOUS EN PRESENTONS ENSUITE UNE CARACTERISATION EXPERIMENTALE COMPAREE AVEC LA THEORIE. LA DEUXIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DU PHENOMENE DE VERROUILLAGE ABOUTISSANT A UNE CARACTERISTIQUE ENTREE/SORTIE A DEUX ETATS. LE LASER PEUT DONC ETRE UTILISE EN COMPARATEUR DONT UNE DES FONCTIONS POSSIBLES EST LA REGENERATION DE SIGNAUX LUMINEUX INCIDENTS. DE PLUS, NOUS PRESENTONS UN MODELE THEORIQUE PERMETTANT DE CALCULER LES PLAGES DE VERROUILLAGE. EN TROISIEME LIEU NOUS ETUDIONS L'INJECTION DE DEUX FAISCEAUX OPTIQUES DE LONGUEURS D'ONDE DISTINCTES, SITUEES DANS LE SPECTRE DE GAIN DU LASER. LE COMPORTEMENT RESULTANT PERMET DE REALISER DES TRANSPOSITIONS DE LONGUEURS D'ONDE DE SIGNAUX BINAIRES A HAUTS DEBITS. ENFIN NOUS NOUS INTERESSONS AUX PHENOMENES D'INSTABILITE DU VERROUILLAGE DANS LE BUT DE GENERER DES SIGNAUX HYPERFREQUENCE. LES FREQUENCES PRODUITES VARIENT ENTRE 4 ET 8 GHZ.
Author: Michel de Labachelerie
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Languages : fr
Pages : 286
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L'objet de cette thèse est l'étude d'un laser à semi-conducteur à "cavité étendue" (LCE) constitué d'une diode laser insérée dans une cavité externe spectralement sélective.de grande longueur.On obtient ainsi une source accordable continue dont les caractéristiques spectrales sont nettement meilleures que celles d'une diode laser ordinaire : la plage d'accord passe de quelques nanomètres à plusieurs dizaines de nanomètres et la largeur de raie, réduite d'un facteur mille, devient inférieure à 100 kHz.Dans la première partie, les notions de base concernant les diodes laser sont résumées et un des plus récents modèles de laser utilisant le formalisme de la matrice densité est particulièrement dé taillé ; ce cadre théorique est ensuite utilisé dans une étude simplifiée bruit de phase des diodes laser.Dans la deuxième partie, les différentes questions concernant les lasers à cavités étendues sont abordées, des méthodes de mesure sont développées et conduisent à une évaluation complète de leurs caractéristiques énergétiques et spectrales qui sont expliquées dans les grandes lignes en utilisant la première partie.Dans la troisième partie on s'intéresse à l'accordabilité continue sans sauts de mode qui est possible avec ce type de laser ainsi qu'à sa stabilisation de fréquence à long terme.On montre en conclusion que les résultats obtenus justifient la poursuite et diversification des recherches sur ce sujet.
Author: Denis Leclerc
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Pages : 196
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CE MEMOIRE PRESENTE UNE ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DES PROPRIETES DYNAMIQUES, EN REGIME DE MODULATION DIRECTE D'INTENSITE, DES LASERS A SEMICONDUCTEURS 1,3 ET 1,5 MICRONS DESTINES A DES LIAISONS PAR FIBRES OPTIQUES MONOMODES LONGUE DISTANCE-HAUT DEBIT. LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL PERMET DE DISPOSER D'IMPULSIONS DE COURANT DE TEMPS DE TRANSITION VOISIN DE 100 PS ET INCLU UN SYSTEME DE DETECTION OPTIQUE DE BANDE PASSANTE SUPERIEURE A 5 GHZ. PARTANT DE L'ANALYSE DES LASERS A RUBAN ENTERRE BH, NOUS AVONS ETABLI UN MODELE SIMPLE, APPLICABLE A TOUT TYPE DE LASER RUBAN, RENDANT COMPTE DE L'INFLUENCE SUR LA FREQUENCE MAXIMALE DE MODULATION DES ELEMENTS RESISTIFS ET CAPACITIFS DISTRIBUES DANS LA STRUCTURE DU COMPOSANT. NOUS AVONS AINSI ETUDIE LES STRUCTURES BH, RIDGE, RIDGE ENTERRE, DCPBH, ET IL A ETE POSSIBLE EN PARTICULIER DE REALISER DES LASERS DE STRUCTURES AMELIOREES QUE NOUS AVONS MODULES JUSQU'A 2 GBIT/S. LES OSCILLATIONS DE RELAXATION SE PRODUISANT DANS LA REPONSE OPTIQUE A UN CRENEAU DE COURANT ONT ETE ETUDIEES EN RELATION AVEC LES DIFFERENTS PARAMETRES DECRIVANT LE LASER. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT SYSTEMATIQUEMENT COMPARES AUX PREDICTIONS THEORIQUES D'UN MODELE INCLUANT L'EMISSION SPONTANEE ET LA DIFFUSION DES PORTEURS. LE PHENOMENE SPECTRAL DE FLUCTUATION DE LA LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION, ETUDIE A L'AIDE DE LASER DFB, A PU ETRE CLAIREMENT ASSOCIE AUX OSCILLATIONS DE RELAXATION. UN DEPHASAGE D'UN QUART DE PERIODE ENTRE LES EVOLUTIONS DE LA LONGUEUR D'ONDE ET DE LA DENSITE DE PHOTONS A ETE MIS EN EVIDENCE
Author: Kédro Diomandé
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Languages : fr
Pages : 153
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AMELIORATION DE LA PURETE SPECTRALE D'UN LASER A SEMICONDUCTEUR EMETTANT A 1,5 MU PAR ADJONCTION D'UNE CAVITE PASSIVE A LA CAVITE DE LA DIODE. LARGEUR DE RAIE INFERIEURE A 20 KHZ. LASER ACCORDABLE SUR PLUSIEURS DIZAINES DE NANOMETRES. - THEORIE DU LASER A CAVITE ETENDUE. METHODES DE MESURE DE LA LARGEUR DE RAIE DES LASERS A SEMICONDUCTEUR. APPLICATION DU LASER A CAVITE ETENDUE A L'ANALYSE SPECTRALE D'UN LASER A CONTRE REACTION DISTRIBUEE. UTILISATION DU LASER A CAVITE ETENDUE POUR FAIRE UN RELEVE DU SPECTRE D'ABSORPTION DE L'AMMONIAC GAZEUX AUTOUR DE 1,5 MU . DETERMINATION DE LA STABILITE EN FREQUENCE A LONG TERME DU LASER A CAVITE ETENDUE ASSERVI SUR UNE RAIE D'ABSORPTION DE L'AMMONIAC.
Author: Fabrice Marchese
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Pages : 0
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Author: Jean-Guy Provost
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Languages : fr
Pages : 182
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