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Lasers accordables Alexandre Poulin 10 mars 2010

Lasers accordables Alexandre Poulin 10 mars 2010

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Lasers accordables

Alexandre Poulin10 mars 2010

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Plan de la présentation

• Fréquence de balayage– Limite de saturation– Limite caractéristique

• Amplification post-cavité– Puissance laser– Spectre d’émission

• Simulations

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Fréquence de balayage

SOA

Isolat

eur Isolateur

Isolateur Filtre FP accordable

Coupleur

Montage OCT

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Fréquence de balayageLimite de saturation

Cette limite correspond à la fréquence à partir de laquelle la puissance de l’émission laser n’est plus limitée par la saturation du milieu de gain. Pour les fréquence supérieures à cette limite le nombre de cycle effectué par un photon dans la cavité est insuffisant pour atteindre la saturation du milieu amplificateur.

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Fréquence de balayageLimite de saturation

On néglige le fait que l’activité laser élimine l’ASE et que le gain du SOA est plus petit que le small signal gain.Ces deux effets entrainent une baisse de puissance à faible fréquence mais sont moins important à haute fréquence.

On néglige complètement les effets d’hystérésis provenant de la dynamique des porteurs dans le médium de gainCette approximation est valide dans le cas des amplificateurs à semi-conducteur pour lesquels la relaxation des porteurs est inférieure à la nanoseconde. Ce n’est cependant pas applicable pour les milieux présentant une dynamique plus lente tel les fibre dopée à l’erbium par exemple.

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Fréquence de balayageLimite de saturation

Opérer en régime de saturation permet d’atteindre des largeurs a mi-hauteur beaucoup plus faible que la largeur à mi-hauteur du filtre. c’est la compétition entres les modes à chaque cycle qui en est la cause.

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Fréquence de balayageLimite caractéristique

Cette limite correspond à la fréquence pour la quelle la lumière fait seulement un cycle en moyenne dans la cavité. Elle est donc amplifiée seulement une seule fois dans le milieu de gain avant d’être extraite du système. Pour des fréquences supérieures à la fréquence caractéristique on quitte le régime de cavité et on effectue un simple filtrage spectral du spectre d’émission spontané.

La largeur à mi-hauteur de l’émission laser est déterminée par celle du filtre. Il est tout de même possible (Eigenwillig) de travailler dans ce régime.

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Amplification post-cavité

SOA

Isolat

eur Isolateur

Isolateur Filtre FP accordable

Coupleur

Montage OCT Isolateur SOA

On ajoute, à la sortie de la cavité laser, un second milieu de gain (peu importe le mode de balayage).

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Amplification post-cavitéPuissance laser

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Amplification post-cavitéSpectre d’émission

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Amplification post-cavitéSpectre d’émission

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Simulations

L tuning range saturation

caractéristique

[m] [nm] [nm] [%] [kHz] [kHz]

2.4 120 0.135 0.2 12 31

1 100 5 0.032 594 3253

1 100 1 0.0132 76 650