Conception et réalisation d'une tête optique d'émission à diode laser émettant à la longueur d'onde 1,3 micromètre PDF Download

Author: Alain MAUMY
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Languages : fr
Pages : 284

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Author: Brice Adelin
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Languages : fr
Pages : 127

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Les progrès récents des nanotechnologies permettent d'envisager de nouvelles générations de diodes laser. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'apport des cristaux photoniques bidimensionnels pour explorer la faisabilité d'un réseau monolithique de diodes laser tout cristal photonique émettant au voisinage de 2,3 μm en filière GaSb. Chaque laser doit répondre à un certain nombre de critères : une émission monomode à une longueur d'onde stable et précise, une émission fine spectralement avec une puissance de sortie élevée, une longueur d'onde accordable, présentant aucun saut de mode sur la gamme d'accordabilité, un fonctionnement à température ambiante, sous pompage électrique et en régime continu. Ces critères répondent au cahier des charges de la technique de spectroscopie d'absorption à diodes laser accordables multiplexées (MTDLAS : Multiplexed Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy). La technique de MTDLAS est ici mise en œuvre pour les applications de détection de gaz dans le moyen infra-rouge (MIR), soit la gamme de longueur d'onde allant de 2 à 5 μm. Cette gamme de longueur d'onde présente plusieurs fenêtres de transparence (autour de 2,3 μm et de 3,4 à 4 μm) où l'absorption par la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone est très faible. L'existence de ces fenêtres est mise à profit pour la détection de molécules gazeuses de l'atmosphère, telles que le monoxyde de carbone ou le méthane. Pour mes travaux de thèse, la longueur d'onde d'émission laser retenue est de 2,3 μm. Cette longueur d'onde correspond à la fenêtre de transparence pour la détection notamment du CH4, du CO et du HF. Ainsi, ce mémoire présente la conception de diodes laser tout cristal photonique, et le développement d'un procédé de fabrication de ces diodes lasers, qui a mené à la réalisation d'une série de composants. Nous montrons qu'une déformation de la maille photonique, associée à une optimisation de la largeur du guide, permet d'obtenir un fonctionnement monomode stable. Se basant sur ce principe, plusieurs géométries de mailles de cristaux photoniques ont été étudiées. Puis, nous nous attachons à lever le verrou technologique de la gravure profonde à fort rapport d'aspect dans les alliages AlGaAsSb. Pour cela, nous présentons des études paramétriques de gravure, conduisant à la mise au point d'un procédé optimisé de gravure profonde. Des profondeurs de gravure de 3,4 μm pour des trous de 370 nm de diamètre, soit un rapport d'aspect de plus de 9, ont ainsi pu être atteintes. Cette étape critique de gravure a été insérée dans un procédé technologique de fabrication de diodes laser tout cristal photonique, que nous avons mis au point. Cela a mené à la réalisation d'une série de composants.

Author: Charles Cayron
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Languages : fr
Pages : 161

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Dans le cadre de l’interaction lumière-atomes, les diodes lasers nécessitent des performances optiques spécifiques : de fortes puissances optiques à une longueur d’onde spécifique (852 nm ou 894 nm pour les atomes de Césium, 780 nm ou 795 nm pour le Rubidium), un fonctionnement monomode transverse et longitudinale du faisceau. Ce mémoire de thèse présente les différentes étapes permettant la fabrication de diodes lasers, émettant à 780 nm, répondant à ces caractéristiques optiques. La spécificité des diodes lasers développé lors de cette thèse est l’absence d’aluminium dans la zone active des lasers, offrant de meilleures performances en termes de fiabilité. Il décrit dans un premier temps les principes du pompage atomique et du refroidissement d’atome afin de déterminer un cahier des charges spécifiques pour les diodes lasers à développer. Il expose ensuite les concepts théoriques permettant de comprendre le fonctionnement d’une diode laser. La caractérisation des diodes lasers développées lors de cette thèse a pu démontrer un fonctionnement monomode transverse jusqu’à des puissances optiques supérieurs à 100 mW pour des lasers Fabry-Pérot. La réalisation de diodes lasers DFB (ayant un réseau de Bragg intégré dans la cavité optique du laser) a montré un fonctionnement monomode fréquentiel jusqu’à 25 mW avec des taux de réjection des modes satellites supérieurs à 45 dB et une largeur de raie de 550 kHz. Enfin, une première étude théorique et expérimentale à partir de diodes lasers émettant à 852 nm a été réalisé afin d’estimer les performances de ces composants dans des horloges à jet thermique utilisant des atomes de Césium.

Author: SALIM.. GURIB
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Category :
Languages : fr
Pages : 140

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L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST DE DEMONTRER LA FAISABILITE D'UN SYSTEME ELECTRO-OPTIQUE D'ACCORD DE LA LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION D'INE DIODE LASER A CAVITE EXTERNE, DANS LA FENETRE DE 1500 NM. LA METHODE REPOSE SUR L'UTILISATION D'UN MODULATEUR ELECTRO-OPTIQUE EN LINBO#3 INSERE DANS LA CAVITE. ON MONTRE ALORS QUE, SOUS CERTAINES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT, UN TEL MODULEUR SE COMPORTE COMME UN FILTRE SPECTRAL DONT LE PIC DE TRANSMISSION EST ACCORDABLE ELECTRIQUEMENT: UNE TENSION ELECTRIQUE EXTERNE APPLIQUEE SUR LE MODULATEUR SE TRADUIT PAR UN GLISSEMENT DE LA POSITION FREQUENTIELLE DE SON PIC DE TRANSMISSION, ET DONC UN ACCORD DE LA FREQUENCE D'EMISSION. CETTE THESE SE SITUE DANS LE CADRE DES TRANSMISSIONS OPTIQUES COHERENTES QUI REQUIERENT DES DIODES LASER MONOMODES ACCORDABLES EN LONGUEUR D'ONDE AVEC DES FAIBLES LARGEURS DE RAIE. DANS LE CAS PRESENT, CETTE DIODE NE PEUT ETRE UTILISEE QUE COMME SOURCE, LE BALAYAGE SE FAISANT PAR SAUTS DE MODE. CE TRAVAIL PERMET D'ENVISAGER LA MISE AU POINT DE DIODES LASER A BALAYAGE CONTINU. LA DIODE POURRAIT ALORS ETRE UTILISEE COMME OSCILLATEUR LOCAL, A LA RECEPTION DANS LE CAS D'UNE RECEPTION DITE HETERODYNE