Sources laser à semiconducteur à émission verticale de haute cohérence et de forte puissance dans le proche et le moyen infrarouge.

High power and highly coherent vertical emitting semiconductor laser sources for near and mid-infrared emission.

• Auteur / Autrice : Alexandre Laurain
• Direction : Arnaud Garnache, Mikhaël Myara
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie électrique, électronique, photonique et systèmes
• Date : Soutenance le 07/12/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2014)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'électronique et des systèmes (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Signoret
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Garnache, Mikhaël Myara, François Laruelle, Isabelle Sagnes, Michaël Bahriz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Rosencher, Fabien Bretenaker

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnement infrarouge -- Technique

Lasers à semi-conducteur

Lasers à infrarouges

Mots clés libres

Vecsel

Moyen-infrarouge

Cohérence

Puissance

Semiconducteur

Laser

Vecsel

Mid-infrared

Coherence

High power

Semiconductor

Laser

Résumé

Ce travail de thèse porte sur la conception, la réalisation et l'étude physique de sources lasers de haute cohérence et de forte puissance émettant dans le proche et le moyen infrarouge. Nous nous intéressons plus particulièrement aux lasers à semiconducteur émettant par la surface en cavité externe verticale (VECSEL), l'objectif étant d'obtenir un fonctionnement laser monofréquence accordables et robustes, de forte puissance à température ambiante et en régime continu dans la gamme spectrale 2-3µm et autour de 1µm, avec des dispositifs pompés optiquement ou électriquement. Nous traitons de la conception et de la caractérisation des VECSEL, depuis l'optimisation du milieu à gain jusqu'à l'élaboration et la caractérisation de prototypes laser fonctionnels, et nous effectuons une étude approfondie des propriétés physiques de l'émission laser en terme de cohérence spatiale et temporelle.

This thesis focuses on the design, realization and physical study of high power and highly coherent laser sources emitting in the near and mid-infrared. We are particularly interested in vertical external cavity surface emitting laser (VECSEL), the aim being to obtain a robust and tunable single frequency operation with high power at room temperature in continuous wave and in the spectral range of 2-3µm and around 1µm, with optically or electrically pumped devices . We discuss the design and characterization of VECSEL, from optimization of the gain medium to the development and characterization of a functional laser prototype, and we conduct a thorough study of the physical properties of the laser emission in terms of spatial and temporal coherence.