Etude du bruit quantique dans les microlasers semi-conducteurs a cavite verticale (vcsels) et les lasers a solide nd : yvo 4

• Auteur / Autrice : Jean-Pierre Hermier
• Direction : Elisabeth Giacobino
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous etudions en detail le bruit quantique dans les microlasers semi-conducteurs a cavite verticale : les vcsels, dont l'acronyme anglais signifie vertical-cavity surface-emitting lasers. Ces lasers ont la particularite d'emettre des faisceaux avec plusieurs modes transverses de polarisations variees au-dessus du seuil. Lorsqu'un seul mode transverse, polarise lineairement oscille, nous demontrons theoriquement aussi bien qu'experimentalement l'importance de l'emission dans la direction de polarisation orthogonale pour la caracterisation du bruit d'intensite. En regime multimode transverse, les anticorrelations tres importantes entre les modes permet d'obtenir, pour les meilleurs echantillons, des faisceaux au bruit d'intensite comprime (jusqu'a 15% sous la limite quantique standard). Pour les echantillons qui presentent de l'exces de bruit en regime libre, la technique de l'injection optique permet d'obtenir, dans certains cas, de la compression du bruit d'intensite. Enfin, nous presentons nos resultats sur la structure spatiale du bruit d'intensite dans le plan transverse. Nous rapportons aussi dans ce manuscrit l'etude du bruit d'intensite des minilasers nd : yvo 4. Par rapport au modele standard des lasers a deux niveaux, ces lasers presentent un exces de bruit a basse frequence. Nous montrons que cet exces de bruit provient d'effets non lineaires dus a l'importance du pic de bruit a la frequence d'oscillation de relaxation. Experimentalement, nous mettons en uvre deux techniques distinctes pour reduire ces effets : une boucle de retroaction electrooptique et l'injection optique.