3.2.1 Les sources
Les sources laser dont nous disposons sont aunombre de trois et remplissentdes fonctions
diérentes. En eet, l'expérience nécessite au moins deux faisceaux de longueurs d'onde
dis-tinctes,celledelapompeoptiqueetcelledufaisceauinjecté.Lapompeest unfaisceauà
800nm
continu ou découpé temporellement par son électronique de commande fourni par une diode
de puissance. Le faisceau d'injection est accordable en longueur d'onde autour de la longueur
d'onde de résonance de la cavité, c'est-à-dire
880nm
et est fourni par un laser titane-saphir (Ti :Sa).large diamètre qui détruit la cohérence spatiale en mélangeantles ondes. Suivant la tête laser
choisie,lalongueurd'ondesesitueautourde
800nm
etdélivreunepuissancemaximalede10W
ou
35W
.Lalongueur d'ondeest faiblementaccordable autourde lalongueur d'ondenominale. La diode peut être régulée entre0
C
et35
C
par élément Peltier et de ce fait accordée par la température,àraisonde0, 3nm.K−1
, cequifait
10nm
maximumde plaged'accordabilitémais avec une e cacité diérente selon les températures. Ce faisceau est émis via une bre d'undiamètrede
800µm
etd'ouverture numérique0, 18
.Un système laser Ti:Sa est pompé par un laser Nd :YAGdoublé, émettant
10W
à532nm
, lui-mêmepompépardesdiodeslaserdepuissanceémettant26W
à800nm
.Ilproduitunfaisceau lasergaussiencontinuetaccordableenlongueur d'ondede780nm
à930nm
émispar unecavité en anneau de1, 6m
de long. Les positions d'un ltre de Lyot et d'un étalon mince règlent la longueur d'ondeémise.Lesmodes longitudinauxdelacavité sont espacés de180MHz
,le ltre de Lyotpossèdeun intervallespectrallibre de83T Hz
etune largeuràmi-hauteurde1, 7T Hz
, l'étalon mince fait0, 5mm
d'épaisseur, possède un intervalle spectral libre de225GHz
et une largeur à mi-hauteur de130GHz
. La combinaison de ces deux étalons réduit le nombre de modes possibles à quelques centaines, des pertes supplémentaires de quelques % inhibent lesmodes qui ne sont pas au maximum de gain si bien qu'on arrive à n'avoir qu'un seul mode
longitudinal en sortie. Pour un pompage nominal de
8, 5W
la puissance délivrée par le Ti:Sa est d'environ400mW
à880nm
.Untroisièmesystème laserestaussi utilisabledansl'expérience. Ils'agitd'unautresystème
Ti :Sa qui fonctionne en régime d'impulsion de
60ps
à80MHz
. Il est utilisé comme faisceau d'écriture localisé mais peut être aménagé pour émettre en continu. Le système délivre alorsjusqu'à
2W
et est accordable en longueur d'onde entre780nm
et930nm
.3.2.2 Les montages expérimentaux
Cette partie présente de manière schématique les deux types de montages expérimentaux
fait indique les endroits intéressants pour les expériences d'injection. Le schéma du montage
principal de caractérisationnon-linéaire présente de manière simpli ée les diérents faisceaux
quientrentenjeudanslesdiérentesexpériencesnon-linéaires.Lesmontagesutilisésenpratique
seront détaillés auchapitre 6.
3.2.2.1 Montage de l'expérience de cartographie
Les échantillons possèdent un gradient d'épaisseur dans la direction radialedû à l'épitaxie
quisetraduitparungradientdelongueurd'ondederésonancedecavitéetlacartographiesertà
localisersur lasurface del'échantillonleszonesde résonanceen fonctiondelalongueurd'onde.
Leprincipedelacartographieconsisteàéclairertoutelasurfacedel'échantillonavecunfaisceau
collimatécohérent àlongueur d'ondedonnée pour faireapparaître lespositionsdes minimade
ré ectivité. La cartographiedonne une répartition spatiale de laréponse monochromatique de
l'échantillon. Lemontage expérimentalest présenté en gure 3.2. Le faisceau cohérent issu du
laser
T i : Sa
est élargi àl'aide d'un objectif de microscope, recollimaté grâce àun condenseur et éclaire ainsi la majeure partie de la surface de l'échantillon. Une lame dépolie rotative estplacée dans le faisceau a n de moyenner les eets de speckle du faisceau laser, la cohérence
de phase est ici gênante. Le faisceau est ré échi par la surface de l'échantillonet renvoyé vers
une caméra quidonne une image du champproche à lalongueur d'onde considérée.
3.2.2.2 Montage expérimental en régime d'injection
Le schéma de principe du montage expérimental des études en régime d'injection avec
écriture cohérente ou avec écriture incohérente est présenté en gure 3.3. L'écriture cohérente
consiste à prélever une partie du faisceau d'injection et de le faire interférer localement avec
lui-mêmepour additionnerousoustrairelesamplitudes selonlesphasesrelatives, de manièreà
écrireoueacerun solitonde cavité.L'écriture incohérenteagitcommeune perturbationlocale
Fig.3.2 Schéma expérimental de l'expérience de cartographie
Fig.3.3Schémade principe expérimental.Les partiescommunes sontindiquées entrait plein
3.2.3 Les appareils de détection
On abesoind'étudier lechampprocheémis parlacavité,sonspectre etses caractéristiques
temporelles.
On observe le champ proche émis par l'échantillon grâce à une caméra DALSTAR M30
CMOS dont le capteur a une surface de
1cm2
et de résolution de
1024× 1024
pixels. Chaque pixel est codé en intensité sur8
bits et sa sensibilité dans l'infrarouge s'étend jusque950nm
. La vitesse d'acquisition des images est réglable jusqu'à30
images par seconde : on règle par logiciel letemps d'expositiondu capteur ainsi que letaux de rafraichissement des images etlecontraste.
Le spectre d'émission est analysé grâce à un analyseur numérique HR2000 de la marque
AVANTES. Il possède une résolution de
0, 13nm
au mieux quand il est couplé à une bre de9µm
de coeur. Un capteur CCD litle spectre et le transmet à l'ordinateur via une connexionUSBavecuntempsd'acquisitionvariableentre
3ms
et60s
cequipermetd'acquérirdesspectres de signaux très faiblesen puissance.Des détecteursTHORLABS envoientun signal électriquetemporelproportionnelà la
puis-sancereçue.Lafréquencedecoupureestde
125MHz
.Unautredétecteurconstituéd'unediode à avalanche délivre un signal négatif suivant la tension d'accélération, ce détecteur a unefré-quence de coupure de