Jean-Bernard Lecourt / Bulend Ortac / Ammar Hideur / Gilles Martel

1. Laser à fibre Er3+ à verrouillage de modes par absorbant saturable à multipuits quantiques InGaAs/InP dopés Fe Jean-Bernard Lecourt / Bulend Ortac / Ammar Hideur / Gilles Martel G2O: Groupe d’Optique et d’Optronique Christophe Labbé / Maud Guézo / Olivier Dehaese / Slimane Loualiche LENS: Laboratoire d’Etude des Nanostructures à Semiconducteurs LENS Université de ROUEN

2. Introduction Absorbant saturable rapide : Structures InGaAs/InP dopées fer @1.55µm  SESAT (SEmiconductor Saturable Absorber in Transmission) LENS Milieu amplificateur : Fibre erbium fortement dopée Université de DIJON Objectif: Conception d’un laser fonctionnant en régime de verrouillage de modes grâce à l’utilisation d’absorbant saturable rapide utilisé en transmission dans une cavité en anneau Université de ROUEN

3. L’absorbant saturable Absorbant saturable à base de semiconducteur (structure MQW) - grande non linéarité - l de fonctionnement ajustable (Ingénierie de Gap) - tabs ~ qq ns Multipuits quantiques 40x(InGaAs/InP) (8.5nm/10nm) Substrat InP = 500 µm Université de ROUEN

4. Diminution de tabs  Dopage Fe des échantillons Plusieurs méthodes Croissance à basse température Bombardement ionique Dopage en ions métalliques Université de ROUEN

5. Effet du dopage en fer Université de ROUEN

6. Les différentes configurations testées - Les différents absorbants saturables Différents temps de relaxation: 4 ns, 110 ps, 8.3 ps et 2.7 ps - Les différents régimes de dispersion Management de la dispersion: Derb=-21.3ps/nm/km et DSMF=16.5ps/nm/km [DL]cavité = 0.082ps/nm [DL]cavité = -0.0078ps/nm Université de ROUEN

7. Le dispositif expérimental Er3+ MUX Fibre Erbium isolateur Coupleur 50-50 AS OM1 OM2 OM3 OM4 Université de ROUEN

8. Le dispositif expérimental Absorption @ 1530 nm = 14dB/m Dopage: 1600 ppm Longueur: 2.5m Diode de pompe monomode @ 980nm / Pmax = 120 mW Er3+ H.O.T.: EDF-742 MUX Fibre Erbium SESAT tilté n=3.4 isolateur Coupleur 50-50 AS Pompe et Laser contra-propagatifs OM1 OM2 OM3 OM4 Université de ROUEN

9. Cartographie des régimes obtenus tabs = 4 ns  Q-switch tabs = 110 ps  Q-switch mode-lock(QSML) et ML- tabs = 8.3 ps  QSML, ML-, ML+ tabs = 2.7 ps  ML+ Université de ROUEN

10. Cartographie des régimes obtenus Z QSML ML- ML- OM1 OM2 tabs = 4 ns  Q-switch tabs = 110 ps  Q-switch mode-lock(QSML) et ML- tabs = 8.3 ps  QSML, ML-, ML+ tabs = 2.7 ps  ML+ Université de ROUEN

11. Cartographie des régimes obtenus QSML Z ML- ML- ML+ OM2 OM1 tabs = 4 ns  Q-switch tabs = 110 ps  Q-switch mode-lock(QSML) et ML- tabs = 8.3 ps  QSML, ML-, ML+ tabs = 2.7 ps  ML+ Université de ROUEN

12. Cartographie des régimes obtenus Z ML+ OM1 OM2 tabs = 4 ns  Q-switch tabs = 110 ps  Q-switch mode-lock(QSML) et ML- tabs = 8.3 ps  QSML, ML-, ML+ tabs = 2.7 ps  ML+ Université de ROUEN

13. Caractéristiques de sortie du laser (ML+) Autocorrélation  Seuil de démarrage = 80 mW (auto-démarrant)  Pout= 8 mW / frép = 25 MHz / Eimpulsion = 320 pJ Absorbant saturable 8.3 ps et Ppompe = 110 mW Université de ROUEN

14. Trace d’autocorrélation Absorbant saturable 8.3 ps Absorbant saturable 2.7 ps Résultats identiques Université de ROUEN

15. Conclusions et perspectives Conclusions: - Nouvelles structures InGaAs/InP dopées Fe - Cavité simplifiée  SESAT - Richesse des régimes obtenus Perspectives: - Amélioration de la forme des impulsions - Energie Université de ROUEN

16. Évaluation de la dispersion de la fibre Erbium Laser fonctionnant en régime de RNLP (sans absorbant saturable) Spectre Dcavité Derbium Université de ROUEN

17. Spectre basse-fréquence Absorbant saturable 8.3 ps Régime ML- Régime ML+ Université de ROUEN