Etude de la dynamique des lasers a semiconducteurs : lasers a puits quantiques et lasers conventionnels

Dynamics of semiconductor lasers: quantum well lasers and bulk lasers

• Auteur / Autrice : MARC CAVELIER
• Direction : Jean-Michel Lourtioz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Les lasers a puits quantiques constituent des sources remarquables par leur compacite et leurs performances dynamiques sous injection electrique. Par un traitement perturbatif des equations de la matrice densite, nous calculons la susceptibilite electromagnetique du milieu actif, pour des structures a puits quantiques ou massives. Nous montrons les avantages dus a la quantification pour le gain differentiel et le facteur de couplage phase-amplitude. Dans ce modele, la non-linearite du gain, proportionnelle a l'intensite de l'emission stimulee, est independante du type de structure si les temps de relaxation intrabande sont identiques. Les mesures sous seuil et en modulation petit signal des performances dynamiques de lasers a puits quantiques confirment les avantages des structures a puits quantiques quant au gain differentiel et au facteur de couplage phase-amplitude. En revanche, la non-linearite du gain est nettement renforcee et les performances ultimes de modulation ne sont pas ameliorees. D'autre part, la non-linearite du gain depend du nombre de puits dans la region active. Les phenomenes de transport au sein de la region active pourraient en etre a l'origine. Enfin, nous presentons une approche analytique de la commutation de gain qui montre l'influence de la non-linearite du gain sur la dynamique. Cette approche, appliquee aux resultats de mesures impulsionnelles effectuees sur des lasers fabry-perot monodes accordables dans une cavite externe tres longue, tres selective et tres attenuatrice, a montre les tres bonnes performances dynamiques des lasers a puits quantiques contraints. Ces etudes ont aussi confirme les fortes valeurs du gain differentiel et de la non-linearite de gain dans les lasers a puits quantiques