Download or read book Etude du confinement optique dans les lasers cascade quantique et applications la d tection written by Virginie Moreau and published by . This book was released on 2008 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis 1994, les lasers à cascade quantique se sont imposés comme la source laser à semiconducteur de choix dans le domaine du moyen et du lointain infrarouge. Comme la plupart des molécules chimiques possèdent des bandes d’absorption entre les niveaux de rotation-vibration qui se situent dans le moyen infrarouge, les lasers à cascade quantique sont particulièrement adaptés aux applications telles que la spectroscopie, la détection de gaz à l’état de traces ou l’imagerie médicale. Une des voies de recherche actives est aujourd’hui leur optimisation en vue de leur miniaturisation et de leur intégration dans des microsystèmes de détection. Ce travail de thèse présente l’étude et l’optimisation du confinement optique vertical dans des hétérostructures lasers à cascade quantique épitaxiées sans couche de confinement supérieure. Ces structures sont intéressantes puisqu’elles sont adaptées à la fois au guide à plasmons de surface et au guide avec un confinement par air. En menant une étude approfondie de la répartition du mode optique et du courant électrique, nous avons conçu des structures originales qui ouvrent notamment de nouvelles perspectives sur l’utilisation de ces lasers pour la détection de fluides. Nous avons également montré que l’observation par microscopie en champ proche est un outil précieux pour la caractérisation et la compréhension des lasers à cascade quantique. Finalement, nous posons les bases nécessaires à la réalisation de matrices de lasers monomodes, utilisant la technologie des cristaux photoniques

Download or read book Am lioration des performances des lasers cascade quantique written by Jean-Yves Bengloan and published by . This book was released on 2005 with total page 210 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Room temperature continuous-wave (CW) operation is the crucial milestone that promotes a semiconductor laser from an object of research to a device for the world of technology. To achieve this, it is important to increase the maximum CW operating temperature, and to decrease the electrical injected power. The work presented in this thesis investigates these two points to enhance the performance of quantum cascade lasers (QCLs) emitting at lambda~9μm.Waveguide optimisation has been performed on GaAs-based QCLs, to reduce their threshold current and to improve their efficiency. Owing to waveguides with AlGaAs or GaInP cladding layers, new record performances have been obtained for these type of lasers.Selective current injection, realised by proton implantation, is used on GaAs-based QCLs to reduce their operating current and to improve their thermal properties. This technology has been experimented on InP-based QCLs.The benefit of a thick electroplated gold layer, deposit on the top of the ridge devices to improve the heat dissipation, has been also studied. The performances of the two QCLs materials are compared and their future development perspectives are discussed.

Download or read book ETUDE DES NON LINEARITES OPTIQUES ET DES EFFETS DE CAPTURE DES PORTEURS DANS LES LASERS SEMI CONDUCTEURS A PUITS QUANTIQUES written by Jun Yao and published by . This book was released on 1994 with total page 159 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES LASERS TRANSMETTEURS SONT DES COMPOSANTS CLES DANS LES SYSTEMES DE COMMUNICATIONS OPTIQUES. GRACE A LEURS PERFORMANCES SUPERIEURES, LES LASERS SEMI-CONDUCTEURS A PUIS QUANTIQUES SONT PARTICULIEREMENT INTERESSANTS POUR LES SYSTEMES DE COMMUNICATIONS OPTIQUES A HAUTS DEBITS. CETTE THESE CONTRIBUE A L'ETUDE DU FONCTIONNEMENT ET A L'OPTIMISATION STRUCTURALE DES LASERS A PUITS QUANTIQUES, AINSI QU'A LA RECHERCHE D'UNE NOUVELLE VOIE PERMETTANT D'AMELIORER LES PERFORMANCES DYNAMIQUES DE CES STRUCTURES. DANS UNE HETEROSTRUCTURE A PUITS QUANTIQUES, LA QUANTIFICATION EN ENERGIE DES PORTEURS DANS LA DIRECTION DE CROISSANCE CONDUIT A UNE FAIBLE VALEUR ET UNE FORME EN ESCALIER DE LA DENSITE D'ETATS DE PORTEURS EN FONCTION DE L'ENERGIE. CECI PERMET AUX HETEROSTRUCTURES A PUITS QUANTIQUES D'AVOIR UN GAIN OPTIQUE ET UN GAIN DIFFERENTIEL PLUS IMPORTANTS ET UN FACTEUR DE COUPLAGE PHASE-AMPLITUDE PLUS FAIBLE QUE LES HETEROSTRUCTURES CONVENTIONNELLES. CECI CONDUIT AUSSI A DES NON-LINEARITES DE GAIN PLUS IMPORTANTES DUES AU SPECTRAL-HOLE-BURNING DANS LES HETEROSTRUCTURES A PUITS QUANTIQUES. DU FAIT DU GAIN IMPORTANT, LE COURANT DE SEUIL DANS LES LASERS A PUITS QUANTIQUES EST TRES FAIBLE ET DEPEND FORTEMENT DE LA STRUCTURE DU LASER. UNE METHODE D'OPTIMISATION STRUCTURALE DES LASERS A PUITS QUANTIQUES MULTIPLES EST PROPOSEE AFIN DE MINIMISER LE COURANT DE SEUIL. MALGRE DES NON-LINEARITES DE GAIN PLUS IMPORTANTES, LA FAIBLE VALEUR DU FACTEUR DE COUPLAGE PHASE-AMPLITUDE DANS LES LASERS A PUITS QUANTIQUES LEUR PERMET D'AVOIR UNE LARGEUR SPECTRALE PLUS FAIBLE QUE CELLE DES LASERS CONVENTIONNELS. LES EFFETS DES NON-LINEARITES OPTIQUES ET DE CAPTURE DES PORTEURS SUR LA DYNAMIQUE DES LASERS A PUITS QUANTIQUES A COUCHES DE CONFINEMENTS SEPAREES SONT ETUDIES. LES NON-LINEARITES DE GAIN PLUS IMPORTANTES DANS LES LASERS A PUITS QUANTIQUES CONDUISENT A UN RETRAIT DE LEURS PERFORMANCES DYNAMIQUES. LE PROCESSUS DE CAPTURE QUANTIQUE DES PORTEURS ENTRAINE UNE REDUCTION DU GAIN DIFFERENTIEL EFFECTIF ET UNE AUGMENTATION LEGERE DES NON-LINEARITES EFFECTIVES DE GAIN. IL EST MONTRE QUE, MALGRE CECI, LE GAIN DIFFERENTIEL RESTE TOUJOURS PLUS IMPORTANT DANS LES LASERS A PUITS QUANTIQUES ET PERMET UNE BANDE PASSANTE DE MODULATION MAXIMUM INTRINSEQUE TRES ELEVEE. CEPENDANT, LA BANDE PASSANTE DE MODULTATION REELLE EST LIMITEE PAR LE PROCESSUS DE DIFFUSION DES PORTEURS DANS LES COUCHES DE CONFINEMENT OPTIQUE. EN TENANT COMPTE DE TOUS CES EFFETS, UNE METHODE D'OPTIMISATION STRUCTURALE DES LASERS A PUITS QUANTIQUES MULTIPLES A COUCHES DE CONFINEMENTS SEPAREES EST PROPOSEE AFIN D'AMELIORER LEUR BANDE PASSANTE DE MODULATION. L'ETUDE DU FONCTIONNEMENT DES LASERS A PUITS QUANTIQUE UNIQUE SUR LE DEUXIEME NIVEAU D'ENERGIE MET EN EVIDENCE DES PERFORMANCES DYNAMIQUES SUPERIEURES PAR RAPPORT AU FONCTIONNEMENT SUR LE PREMIER NIVEAU. L'UTILISATION DES LASERS A PUITS QUANTIQUE UNIQUE OPERANT SUR LE SECOND NIVEAU D'ENERGIE EST DONC PROPOSEE COMME UNE METHODE PERMETTANT D'AMELIORER LES PERFORMANCES DYNAMIQUES DE CETTE STRUCTURE. DE NOUVELLES EQUATIONS DE BLOCH GENERALISEES POUR LES SEMI-CONDUCTEURS SONT PROPOSEES A LA FIN DE CE TRAVAIL. ELLES PERMETTENT D'ETUDIER DES PROCESSUS RAPIDES DANS LES SEMI-CONDUCTEURS.

Download or read book tude physique des limites en puissance des lasers cascade quantique written by Ezzedine Ouerghemmi and published by . This book was released on 2011 with total page 198 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse concerne l'étude théorique et expérimentale des limitations de la puissance de sortie des lasers à cascade quantique (LCQ). Nous y exposons une modélisation globale de leurs propriétés électro-optiques. Le fonctionnement du laser est décrit en incluant la structure électronique, les mécanismes de diffusion responsables des transitions non radiatives des électrons et le couplage électron- photon de la cavité. Ce modèle nous a permis de reproduire avec succès l'ensemble des caractéristiques (courant et puissance optique en fonction de la tension appliquée) d'un LCQ sur un large domaine de température de fonctionnement. Dans un premier temps, ce modèle a été utilisé pour le calcul de la température électronique dans les LCQ. Il en ressort que la diffusion par des phonons-LO est le seul mécanisme avec lequel le gaz d'électrons peut transférer son énergie vers le réseau. Les mécanismes élastiques de diffusion sont des sources d'énergie pour le gaz d'électrons. Deux paramètres physiques permettent de décrire complètement le comportement de la température électronique dans le composant : la résistance thermique électronique de l'hétérostructure et le coefficient de couplage courant température électronique. Ensuite, l'étude du couplage des électrons avec les photons de la cavité montre que ce couplage peut modifier notablement la distribution électronique sur les niveaux énergétiques. Le gain de la zone active du laser diminue avec la densité de photons. Cet effet appelé saturation de gain joue un rôle important sur les performances des LCQ. La minimisation de cet effet peut augmenter la puissance maximale de sortie du laser d'un facteur deux. Cette étude nous a permis de proposer de nouveaux dessins de zone active ayant des performances améliorées. La fabrication de certaines de ces structures a permis de valider l'approche que nous avons suivie pour améliorer les performances de ce type de laser.

Download or read book Applications des lasers cascade quantique puls s l tude de l atmosph re written by Bruno Grouiez and published by . This book was released on 2012 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux présentés dans ce manuscrit concernent l’utilisation des lasers à cascade quantique dans l’infrarouge moyen en vue d’applications atmosphériques. Les deux premières parties du manuscrit présentent le contexte général de la thèse, le principe des lasers à cascade quantique (QCL), ainsi que l’étude de la bande _1 du SO2 autour de 9 μm avec un QCL en régime continu. Au cours de la troisième partie, nous présentons la première méthode que nous avons utilisée en régime pulsé qui est également la plus répandue utilisant des impulsions de courte durée (_10 ns). Nous avons pu alors mettre en évidence, dans le cadre de l’étude de la molécule de NH3, des problèmes liés à l’utilisation de cette technique qui en limite l’intérêt pour des applications en spectroscopie. Dans la quatrième partie, nous présentons la commande des QCL par impulsions longues (> 500 ns) permettant d’obtenir des spectres intra-impulsionnels avec des temps d’enregistrement de l’ordre de la microseconde. Nous avons pu appliquer cette technique pour l’étude du SO2 (à 9 μm) et comparer avec les résultats obtenus en régime continu. La comparaison des deux modes de fonctionnement précédents et leurs limitations nous a amené à proposer un nouveau mode de fonctionnement, utilisant des impulsions de durée intermédiaire (

Download or read book Etude du gain des lasers cascade quantique dans le moyen infrarouge written by Elsa Benveniste and published by . This book was released on 2009 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis 1994, les lasers à cascade quantique (LCQ) se sont imposés comme la source semiconductrice compacte de choix dans le domaine du moyen et lointain infrarouge. Afin de répondre aux exigences des applications, il est important de dégager les paramètres clés qui gouvernent le gain des LCQ. La première approche de ce travail de thèse consiste à étudier le gain d'un point de vue matériau, pour vérifier sa dépendance avec la masse effective des électrons. La deuxième approche repose sur la mise en place d'un dispositif expérimental original basé sur la mesure de frange Fabry Pérot afin d'obtenir une mesure du gain en fonction du voltage appliqué au dispositif. Ainsi, les paramètres physiques qui régissent le fonctionnement et les performances des LCQ ont été identifiés et analysés: le courant de transparence, les différentes sources de pertes, la température des électrons et du réseau. Pour finir, ces résultats ont permis d'estimer l'inversion de population et de montrer la possibilité de sonder les densités de population des niveaux électroniques pour différentes tensions appliquées mais aussi au cours de l'impulsion laser

Download or read book Lasers cascade quantique plasmons de surface et leurs applications aux cristaux photoniques written by Michaël Bahriz and published by . This book was released on 2008 with total page 152 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit traite des lasers à cascade quantique à plasmons de surface dans la gamme spectrale du moyen-IR et de leurs applications aux cristaux photoniques moyen-IR et THz. Pour les grandes longueurs d’onde (λ > 10μm) la lumière est confinée au sein de la région active du laser grâce à une couche de métal déposée directement à la surface de la région active. Ces guides sont appelés guide à plasmons de surface. La faible épaisseur de ces guides est un atout majeur pour la fabrication de dispositifs à cristal photonique ou DFB (Distributed Feed Back). Ce manuscrit présente une étude complète de ces guides. Il démontre de manière expérimentale et théorique qu’il est possible d’améliorer les performances de ces guides en utilisant une couche d’argent à la place de l’or habituellement utilisé. Pour approfondir cette étude, une méthode originale basée sur les guides multisections et permettant de mesurer les pertes et le gain des guides à plasmons de surface a été soigneusement étudiée à l’aide de nombreuses expériences. La deuxième partie de ce manuscrit est consacrée à l’étude théorique du réseau nid d’abeille pour la fabrication de microcavité laser pour le moyen-IR et le THz. Cette étude est réalisée grâce à des simulations bidimensionnelles à partir d’un code utilisant la méthode des ondes planes et en trois dimensions grâce à un code utilisant la méthode FDTD (Finite-Difference Time-Domain). Lors de ces études, un phénomène nouveau a été mis en évidence sur les guides métal-métal THz démontrant qu’il est possible d'implémenter un cristal photonique par la seule structuration du métal du contact supérieur.

Download or read book Lasers cascade quantique InAs AlSb written by Olivier Cathabard and published by . This book was released on 2009 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse concerne la modélisation, la réalisation et la caractérisation de diodes lasers à cascade quantique pour des applications du moyen infrarouge dans la plage de longueur d'onde 3 μm - 5 μm. Les structures ont été conçues par ingénierie de bande à l'échelle quantique à partir du système de matériaux InAs/AlSb. Ces hétérostructures sont composées de 30 périodes de zone active, chacune constituée d'un injecteur à superréseau InAs/AlSb assurant le transport des porteurs vers des puits d'InAs où ont lieu les transitions radiatives. Ces transitions sont effectuées entre 2 niveaux électroniques et permettent d'atteindre des longueurs d'onde difficilement accessibles par des diodes à puits quantiques utilisant des recombinaisons à travers le gap du matériau des puits. La zone active est insérée entre des couches de confinement en InAs fortement dopé assurant le confinement de l'onde électromagnétique dans la zone de gain. Ce travail de thèse a porté sur la modélisation des propriétés optiques de l'InAs fortement dopé, le dessin de la zone active ainsi que sur les optimisations technologiques pour la réalisation de lasers performants émettant entre 3 et 5 μm.

Download or read book Lasers cascade quantique written by Cyrille Becker and published by . This book was released on 2002 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Quantum Mechanics Volume 3 written by Claude Cohen-Tannoudji and published by John Wiley & Sons. This book was released on 2019-12-16 with total page 790 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This new, third volume of Cohen-Tannoudji's groundbreaking textbook covers advanced topics of quantum mechanics such as uncorrelated and correlated identical particles, the quantum theory of the electromagnetic field, absorption, emission and scattering of photons by atoms, and quantum entanglement. Written in a didactically unrivalled manner, the textbook explains the fundamental concepts in seven chapters which are elaborated in accompanying complements that provide more detailed discussions, examples and applications. * Completing the success story: the third and final volume of the quantum mechanics textbook written by 1997 Nobel laureate Claude Cohen-Tannoudji and his colleagues Bernard Diu and Franck Laloë * As easily comprehensible as possible: all steps of the physical background and its mathematical representation are spelled out explicitly * Comprehensive: in addition to the fundamentals themselves, the books comes with a wealth of elaborately explained examples and applications Claude Cohen-Tannoudji was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris where he also studied and received his PhD in 1962. In 1973 he became Professor of atomic and molecular physics at the Collège des France. His main research interests were optical pumping, quantum optics and atom-photon interactions. In 1997, Claude Cohen-Tannoudji, together with Steven Chu and William D. Phillips, was awarded the Nobel Prize in Physics for his research on laser cooling and trapping of neutral atoms. Bernard Diu was Professor at the Denis Diderot University (Paris VII). He was engaged in research at the Laboratory of Theoretical Physics and High Energy where his focus was on strong interactions physics and statistical mechanics. Franck Laloë was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris. His first assignment was with the University of Paris VI before he was appointed to the CNRS, the French National Research Center. His research was focused on optical pumping, statistical mechanics of quantum gases, musical acoustics and the foundations of quantum mechanics.

Download or read book ICREEC 2019 written by Ahmed Belasri and published by Springer Nature. This book was released on 2020-06-10 with total page 659 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.

Download or read book Artificial Intelligence in Society written by OECD and published by OECD Publishing. This book was released on 2019-06-11 with total page 152 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The artificial intelligence (AI) landscape has evolved significantly from 1950 when Alan Turing first posed the question of whether machines can think. Today, AI is transforming societies and economies. It promises to generate productivity gains, improve well-being and help address global challenges, such as climate change, resource scarcity and health crises.

Download or read book Nonlinear Optical Effects in Organic Polymers written by J. Messier and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2012-12-06 with total page 393 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Photonics, the counterpart of electronics, involves the usage of Photons instead of electrons to process information and perform various switching operations. Photonics is projected to be the technology of the future because of the gain in speed, processing and interconnectivity of network. Nonlinear optical processes will play the key role in photonics Where they can be used for frequency conversion, optical switching and modulation. Organic molecules and polymers have emerged as a new class of highly promising nonlinear optical materials Which has captured the attention of scientists world wide. The organic systems offer the advantage of large nonresonant nonlinearities derived from the 1T electrons contribution, femtosecond response time and the flexibility to modify their molecular structures. In addition, organic polymers can easily be fabricated in various device structures compatible with the fiber-optics communication system. The area of nonlinear optics of organic molecules and polymers offers exciting opportunities for both fundamental research and technologic development. It is truly an interdisciplinary area. This proceeding is the outcome of the first NATO Advanced Research WOrkshop in this highly important area. The objective of the workshop was to provide a forum for scientists of varying background from both universities and industries to come together and interface their expertize. The scope of the workshop was multidisciplinary with active participations from Chemists, physicists, engineers and materials scientists from many countries.

Download or read book Organic Solid State Lasers written by Sébastien Forget and published by Springer. This book was released on 2013-07-03 with total page 179 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Organic lasers are broadly tunable coherent sources, potentially compact, convenient and manufactured at low-costs. Appeared in the mid 60’s as solid-state alternatives for liquid dye lasers, they recently gained a new dimension after the demonstration of organic semiconductor lasers in the 90's. More recently, new perspectives appeared at the nanoscale, with organic polariton and surface plasmon lasers. After a brief reminder to laser physics, a first chapter exposes what makes organic solid-state organic lasers specific. The laser architectures used in organic lasers are then reviewed, with a state-of-the-art review of the performances of devices with regard to output power, threshold, lifetime, beam quality etc. A survey of the recent trends in the field is given, highlighting the latest developments with a special focus on the challenges remaining for achieving direct electrical pumping of organic semiconductor lasers. A last chapter covers the applications of organic solid-state lasers.

Download or read book Single Photon Manipulation written by Keyu Xia and published by BoD – Books on Demand. This book was released on 2020-11-11 with total page 112 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This short book aims to present basic information about single photons in a quick read but with not many details. For this purpose, it only introduces the basic concept of single photons, the most important method of generating single photons in experiments, and a specific emerging field.

Download or read book Strong Light matter Coupling written by Leong Chuan Kwek and published by World Scientific. This book was released on 2013-12-23 with total page 303 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The physics of strong light-matter coupling has been addressed in different scientific communities over the last three decades. Since the early eighties, atoms coupled to optical and microwave cavities have led to pioneering demonstrations of cavity quantum electrodynamics, Gedanken experiments, and building blocks for quantum information processing, for which the Nobel Prize in Physics was awarded in 2012. In the framework of semiconducting devices, strong coupling has allowed investigations into the physics of Bose gases in solid-state environments, and the latter holds promise for exploiting light-matter interaction at the single-photon level in scalable architectures. More recently, impressive developments in the so-called superconducting circuit QED have opened another fundamental playground to revisit cavity quantum electrodynamics for practical and fundamental purposes. This book aims at developing the necessary interface between these communities, by providing future researchers with a robust conceptual, theoretical and experimental basis on strong light-matter coupling, both in the classical and in the quantum regimes. In addition, the emphasis is on new forefront research topics currently developed around the physics of strong light-matter interaction in the atomic and solid-state scenarios.

Download or read book Optical Properties Of Graphene written by Rolf Binder and published by World Scientific. This book was released on 2016-11-11 with total page 517 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book provides a comprehensive state-of-the-art overview of the optical properties of graphene. During the past decade, graphene, the most ideal and thinnest of all two-dimensional materials, has become one of the most widely studied materials. Its unique properties hold great promise to revolutionize many electronic, optical and opto-electronic devices. The book contains an introductory tutorial and 13 chapters written by experts in areas ranging from fundamental quantum mechanical properties to opto-electronic device applications of graphene.