Les lasers à semiconducteurs à cavité étendue en photonique intégrée sont compacts, consomment peu d’énergie, peuvent être produits à grande échelle, et ont une bonne pureté spectrale. Ils constituent donc des sources idéales pour de nombreuses applications en bande C comme les systèmes lidar embarqués ou les transmissions cohérentes de données.
Les travaux de cette thèse se placent dans ce cadre et présentent des sources dites hybrides, basées sur l’aboutement d’un milieu à gain (InGaAsP/InP) avec un composant passif en nitrure de silicium (Si3N4). Tout d’abord, un laser hybride composé d’un amplificateur optique à semiconducteur réfléchissant (RSOA) abouté à un réseau de Bragg est étudié théoriquement et expérimentalement.
La conception, et la caractérisation de différentes géométries de réseaux de Bragg sur la plateforme Si3N4 sont décrites en détails. Une faible largeur de raie intrinsèque (<10 kHz) et un RIN inférieur à -150 dB/Hz est démontrée sur les lasers hybrides DBR fabriqués. Nous présentons également une source compacte de peigne de fréquences optiques basée sur un micro-résonateur annulaire en Si3N4 injecté par un laser DFB. Le faisceau rétroréfléchi verrouille la fréquence pompe sur une résonance du micro-résonateur et permet de s’affranchir d’un dispositif d’asservissement encombrant de la fréquence pompe. Les non-linéarités Kerr dans le micro-résonateur conduisent à la génération de peignes de fréquences optiques (taux de répétition : 113 GHz ; largeur à -30 dB : 13,6 THz). Des cristaux solitoniques sont aussi observés.
| Olivier GAUTHIER-LAFAYE | DR, LAAS, CNRS | Rapporteur |
| Camille Sophie BRÈS | PR associée, EPFL, Lausanne | Rapportrice |
| François BALEMBOIS | PR, LCF, UPSud | Examinateur |
| Christelle MONAT | PR, INL, Centrale Lyon | Examinatrice |
| François DUPORT | IGR, III-V Lab, Palaiseau | Encadrant industriel |
| Marc VALLET | PR, Institut Foton, UR1 | Directeur de thèse |
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