PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 8 . CRISTAUX PHOTONIQUES, RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
Optical power (a.u.)
0.324 0.326 0.328 0.330 0.332 0.334
Normalized frequency (a/λ)
a=38.9 µm
a=38.2 µm
a=37.5 µm
a=36.8 µm
a=36.1 µm
a=35.4 µm
a=34.7 µm
a=34.0 µm
FIG. 8.13: Spectres laser, en fonction de la fréquence normalisée
a/λ pour les huit CPs-ABC de périodes différentes. La largeur des
pics laser correspond à la résolution du spectromètre à transformée
de Fourier, c’est à dire 0.125 cm −1 . (Les spectres sont les mêmes
que ceux présentés dans la figure 8.8(b).)
constant. Cependant, les simulations montrent que cet effet est trop petit
pour expliquer la déviation observée expérimentalement.
Nous attribuons cette déviation à un effet de mode pulling. Dans une
cavité ayant une fréquence de résonance fcav, si on “ajoute” du gain centré
à la fréquence fgain, la fréquence d’émission laser ne sera ni fcav ni fgain,
mais une valeur entre les deux. Cela s’explique de manière intuitive par le
fait que l’ “ajout” du gain, n’a pas un effet uniquement sur la partie imaginaire
de l’indice optique, mais va aussi modifier la partie réelle de l’indice
et ainsi déplacer la résonance de la cavité [49].
Susceptibilité et indice optique
Pour comprendre plus précisément cet effet, il faut commencer par séparer
dans l’indice la partie provenant du matériau “nu”, et celle provenant
du gain. L’indice optique s’écrit
La susceptibilité χ peut être décomposée en :
n 2 = 1 + χ (8.2)
χ = χmat + χgain
(8.3)
où χmat correspond au matériau, et χgain correspond à la variation de la
susceptibilité dûe au gain. Généralement l’effet du gain sur l’indice est
177