Characterization of quantum dots semiconductor InAsS/InP laser: noise and optical injection
Caractérisation de composants photoniques à base d'îlots quantiques à semi-conducteurs InAs/InP : bruit et injection optique
Résumé
This work is devoted to the study of intensity noise and optical injection in quantum dot and quantum dash laser. The study of the relative intensity noise (RIN) gives important information about the behaviour of a laser and its intrinsic properties such as relaxation frequency and damping rate. Our theoretical study of intensity noise shows the main role of the so-called waiting layer in the noise properties, bringing complexity in the RIN formulation for a quantum dot laser. The effect of the confinement factor and differential gain was analyzed for quantum dashed lasers through the variation of the stack number. A quantum dash laser with 9 stacked layers had lower noise than a laser with 3 stacked layers. The second part reports the study of optical injection in quantum dash and quantum dot lasers. We show the presence of multiexcitability in such structure.
Nous présentons, dans ce manuscrit, une étude du bruit d'intensité et de l'influence de l'injection optique pour des lasers à îlots quantiques et à bâtonnets quantiques. Ces structures font l'objet de nombreuses attentes mais peu d'études ont été jusqu'à présent réalisées. Nous détaillons les techniques de mesures de bruit et développons une analyse de l'interaction entre les modes d'un laser multifréquences à partir de mesures de bruit. Une modélisation du bruit d'intensité dans les structures à îlots quantiques montre un fonctionnement plus complexe de ces structures en comparaison aux structures massives. Il indique le rôle majeur de la couche dite de mouillage, en accord avec l'étude expérimentale. Les meilleures caractéristiques dynamiques liées à une fréquence de relaxation et un taux d'amortissement plus forts s'accompagne d'un bruit plus faible dans un laser à bâtonnets quantiques comparativement à un laser massif de structure comparable. Un nombre plus réduit de plans de bâtonnets quantiques conduit à de moins bonnes caractéristiques dynamiques alors que cette diminution est connue pour diminuer le seuil laser. L'étude de l'injection optique dans ces structures montre un comportement très proche de celui des lasers monomodes. Peu de régimes sont rencontrés en comparaison à l'injection dans un laser multi-mode massif. Par ailleurs nous montrons l'observation du régime de multi-excitabilité dans ces structures.
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