Fonctions Optiques pour les Technologies de l’informatiON - CNRS UMR 6082

Le développement de nouvelles sources laser est un travail long et minutieux. Une grande variété de paramètres doit être étudiée et maîtrisée pour parvenir aux performances souhaitées. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés au bruit relatif d’intensité (Relative Intensity Noise ou RIN) de différents lasers. Nous avons en particulier étudié le processus de doublage de fréquence et son influence sur le RIN.

Pour les besoins de cette étude, un modèle numérique de simulation d’un laser à fibre en fonctionnement multimode longitudinal a été développé. Il prend en compte des caractéristiques nécessaires à notre étude : la résolution du champ laser en amplitude et phase, le fonctionnement multimode, le spatial hole burning et l’introduction de sources de bruit via l’ajout de forces de Langevin.

L’étude du RIN après doublage de fréquence, prise en compte par la mise au carré du champ résultant de la résolution de notre modèle numérique, a montré trois processus différents menant à une augmentation du RIN à basse fréquence après doublage : un couplage entre les RIN les plus faibles et les intensités les plus fortes, la compétition entre les modes et un transfert de bruit de phase sur le bruit d’intensité.
Enfin, nous avons étendu notre étude au cas des lasers à semi-conducteurs. En utilisant un modèle de simulations numériques préexistant, nous avons étudié le RIN après doublage de fréquence d’un laser à semi-conducteurs dans trois régimes de fonctionnement différents. Cette étude a pu confirmer la fiabilité de l’analyse développée dans le cadre d’un laser à fibre et montrer les différences entre les architectures laser étudiées.