HAYAU Jean

ÉTUDE DU BRUIT DANS LES LASERS A ÎLOTS QUANTIQUES
Jean-francois Hayau, Pascal Besnard
Laboratoire d’Optronique de l’ENSSAT
e.mail: [email protected]
Les composants à îlots quantiques font l’objet de nombreuses attentes. En termes de
lasers, ils pourraient permettre une réduction du coût et offrir de meilleures caractéristiques
dynamiques pour les communications à haut débit. En termes d’amplificateurs optique,
l’inhomogénéité du milieu pourrait présenter un avantage pour les transmissions multiplexé
en longueur d’onde. Les composants à îlots quantiques présentent donc des propriétés
optiques remarquables pour la réalisation de sources et d’amplificateurs optiques. Néanmoins
la mesure de ces propriétés n’est pas directe et nécessite la mise en place d’outils de
caractérisations statistiques. La mesure du bruit d’amplitude apporte des renseignements
important.
Le bruit d’amplitude caractérise les fluctuations de puissances d’un laser. Il est lié à
des phénomènes aléatoires (émission spontanée, désexcitations non radiatives…). Il s’exprime
par le RIN (Relative Intensity Noise). La mesure du RIN permet de remonter à des paramètres
importants tels que la fréquence de relaxation et le taux d’amortissement. Ces paramètres
interviennent notamment lorsqu’un laser est modulé en courant.
Celui-ci présentent alors des oscillations à la fréquence de
relaxation avant de ce stabiliser. Le taux d’amortissement
est lié à la duré pendant laquelle ces oscillations ont lieu.
Dans un laser multimode (émettant sur plusieurs longueur d’onde),
l’intéraction entre les modes longitunaux (signal émis à une
longueur d’onde) peut être déduite de la comparaison du RIN
du laser et du RIN mesuré sur chaque mode. Cette mesure
renseigne notamment sur l’homogénéité du milieu. Elle présente
donc un intérêt particulier concernant l’application des composants
à îlots quantique à l’amplification optique.
Figure 1 : Réponse d’un laser à un
échelon de courant
-120
-130
RIN(dB.HZ-1)
Les mesures effectuées ont montré que le laser étudié
présentait un faible bruit d’amplitude ainsi qu’une
fréquence de relaxation et un taux d’amortissement élevé.
Nous avons mesuré une corrélation faible entre les modes
pouvant laisser penser que le milieu est inhomogène.
Néanmoins, la valeur importante du taux d’amortissement
permet d’atténuer le temps d’interaction entre les modes,
impliquant l’observation d’une interaction quasi-nulle.
-140
-150
-160
-170
-180
-190
-200
10
100
1000
Frequence (MHz)
Figure 2 : RIN d’un laser à îlots quantique
Dans cette présentation, nous mettons donc en avant les attentes concernant les
composants à îlots quantique. Nous présentons l’étude du bruit d’amplitude, ainsi qu’une
méthode permettant de connaître le couplage entre les modes.