PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 1 . INTRODUCTION
Détecteur Détectivité D* Température Avantage Inconvénient
(cm · Hz 1/2 · W −1 ) d’utilisation
Bolomètre Si D*≈ 10 12 4 K très sensible 4 K
Cellule de Golay D*≈ 10 10 300 K sensible
DTGS Far-IR D*≈ 2 · 10 8 300 K détecteur interne peu sensible
du spectromètre
TAB. 1.2: Détecteurs utilisés. La cellule de Golay utilisée est celle
du groupe MPQ à l’université Paris 7 Diderot.
cette gamme de fréquence, alors qu’il y en a pour des fréquences plus
faibles ou plus grandes. Pour les détecteurs au contraire, il y a une certaine
continuité entre l’infra-rouge et les micro-ondes. Pour les éléments passifs,
guides d’onde et miroirs, il n’y pas du tout de gap, au contraire le THz a
l’avantage de pouvoir utiliser à la fois des éléments passifs des microondes
(guide métalliques) ou ceux utilisés en optique (guide diélectrique).
1.4.2 Laser à électrons libres
Un laser à électrons libres, (free electron laser, FEL) est un type de
laser qui fonctionne en utilisant des électrons qui ne sont pas liés à un
atome. Les électrons sont d’abord accélérés grâce à un accélérateur de
particules, puis traversent un onduleur qui permet de modifier la trajectoire
des électrons en ajoutant une composante oscillatoire. La lumière émise
par rayonnement synchrotron est à la fois, cohérente, intense et sa longueur
d’onde est accordable dans une très large gamme spectrale allant
des micro-ondes jusqu’aux rayons X durs, en passant évidement par le
THz. Cette source de rayonnement THz est très performante, mais des
installations de grande dimension sont nécessaires à son fonctionnement.
1.4.3 Laser à gaz
Historiquement les lasers à gaz sont la source de rayonnement THz
la plus couramment utilisée. Ils sont constitués de deux parties : un premier
laser, généralement un laser CO2, délivrant typiquement 50 W de
puissance en continu à une longueur d’onde d’environ 10 µm est injecté
dans un second laser à gaz. Le type de gaz utilisé dans ce dernier va
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