Thèse présentée par Tatiana Steshchenko pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l’Université Sorbonne Paris Nord
Ce travail de thèse porte sur l’étude des peignes de fréquences auto-impulsionnels à semiconducteurs basés sur des lasers Fabry-Perot monosection. On s’intéresse à leur stabilisation pour des applications métrologiques. Nous avons d’abord réalisé le transfert de la stabilité de fréquence de la référence REFIMEVE vers des lasers monofréquences au niveau de 5 · 10-15. Avec ces sources ultra-stables, nous avons caractérisé le peigne. Nous avons montré que la largeur des modes optiques est limitée par l’émission spontanée. Pour contourner cette limite et stabiliser le peigne, nous avons mis en œuvre des méthodes d’injections optique et électrique. L’injection optique à faible puissance d’une source monofréquence ultra-stable permet de conférer sa stabilité et sa pureté spectrale au mode injecté et aux modes voisins, sans réduire la largeur du peigne. La fréquence de répétition du peigne est pilotée par injection électrique selon deux techniques : l’injection d’un signal RF externe qui affine le battement des modes optiques d’un facteur 1000, et l’auto-injection qui consiste à réinjecter dans le peigne le battement de deux modes optiques filtrés et qui affine le battement d’un facteur 2. Dans les deux cas, on observe l’élargissement des modes optiques. Une auto-injection électrique faible qui ne modifie pas les paramètres du peigne permet cependant de piloter son battement.
Membre du Jury :
Mme Caroline CHAMPENOIS, PIIM-CNRS, (Rapporteuse)
M. Alexandre SHEN, Nokia III/V lab, (Rapporteur)
Mme Perrine BERGER, Thales TRT, (Examinatrice)
M. Frédéric GRILLOT, Télécom Paris, (Examinateur)
M. Kamel MERGHEM, Télécom Sud Paris, (Examinateur)
M. Bruno LABURTHE-TOLRA, LPL CNRS/USPN, (Examinateur)
M. Vincent RONCIN, LPL CNRS/USPN, (Directeur de thèse)
M. Frédéric DU-BURCK, LPL CNRS/USPN, (Co-Directeur de thèse)
Mots-clés : peigne de fréquences; laser à semi-conducteurs; bâtonnets quantiques; transfert de stabilité; dispositifs fibrés; injection optique; injection électrique; auto-injection
Soutenance : Le 23 janvier 2024 15h00