Spectral properties of quantum cascade lasers: from noise analysis to stabilization
| Responsable du projet |
Stephane Schilt
Thomas Südmeyer |
| Collaborateur | Kutan Guerel |
| Résumé |
L’infra-rouge moyen, qui contient les longueurs d’onde
situées entre 3 et 20 µm, est d’un grand
intérêt pour la spectroscopie moléculaire,
puisque la plupart des molécules importantes au niveau du
contrôle de l’atmosphère et des processus industriels
absorbent fortement la lumière dans cette plage spectrale.
Ceci permet la réalisation de capteurs de gaz à la
fois sélectifs et très sensibles basés sur
l’utilisation de lasers. Les lasers à cascade quantique
constituent la source de lumière laser la plus performante
pour la spectroscopie infrarouge. Une propriété
importante de ces lasers pour ces applications est leur
pureté spectrale, qui est décrite par leur bruit de
fréquence caractérisant l’amplitude des variations de
leur fréquence d’émission. De par leur principe de fonctionnement particulier, ces lasers ont le potentiel d’atteindre une largeur de raie d’émission très étroite. Cependant, un bruit beaucoup plus élevé est observé en réalité, et notre groupe a récemment montré que son origine est liée au mouvement des électrons dans ces structures complexes. Sur la base de ces observations, une nouvelle méthode de réduction du bruit a été récemment développée au LTF. Dans ce projet de recherche financé par le Fond National Suisse, nous désirons continuer ces études sur le bruit dans les lasers à cascade quantique, dans le but de mettre en œuvre d’autres méthodes de stabilisation de performances croissantes visant à réaliser des sources lasers très étroites spectralement dans l’infrarouge moyen. Dans un premier temps, nous allons poursuivre l’étude de la méthode de réduction du bruit récemment développée afin d’améliorer ses performances. Dans un deuxième temps, nous allons explorer de nouvelles possibilités pour réduire plus fortement la largeur de raie des lasers à cascade quantique par stabilisation active sur une résonance d’une cavité optique. Nous utiliserons d’abord un micro-résonateur cristallin, puis une cavité Fabry-Perot à très haute finesse. |
| Mots-clés |
Lasers à cascade quantiuqe, Micro-résonateur, Stabilisation, Bruit de fréquence |
| Type de projet | Recherche fondamentale |
| Domaine de recherche | Physique, Lasers, Infrarouge |
| Source de financement | FNS - Encouragement de projets (Div. I-III) |
| Etat | Terminé |
| Début de projet | 1-4-2014 |
| Fin du projet | 31-3-2016 |
| Budget alloué | 147'669.00 |
| Contact | Stephane Schilt |