Le laser quantique ouvre de nouvelles voies
Le projet NINFA (Nanostructure injected lasers for ultra-high frequency applications), financé par l'UE, a cherché à utiliser de nouvelles approches photoniques pour générer des signaux UHF. Ces approches sont plus économiques et plus simples, permettent d'accorder les fréquences, et consomment moins d'énergie que les techniques classiques basées sur des circuits électroniques. Diverses techniques utilisant des lasers à semi-conducteurs ont été mises au point pour générer des signaux UHF. Parmi elles, le verrouillage de mode peut générer avec un faible bruit des signaux dans la gamme des ondes micrométriques et millimétriques. Cependant, la fréquence du signal généré est déterminée par l'espacement des fréquences du mode longitudinal du laser. L'injection optique est la technique qui permet de générer des signaux accordables. Jusqu'ici, les chercheurs s'étaient intéressés aux lasers à puits quantiques pour générer des signaux dans les gammes micrométriques, millimétriques et des THz. L'équipe du projet NINFA a exploré l'usage de lasers nanostructurés, disposant de régions actives à base de points et de tirets quantiques. En effet, ces dispositifs disposent de meilleures propriétés, comme une moindre dépendance envers la température. Les chercheurs de NINFA ont étudié de manière approfondie des lasers à points et à tirets quantiques intéressants pour les télécommunications, à savoir pour des longueurs d'onde de 1310 et 1550 nm. Grâce à des expériences révolutionnaires, ils ont pu générer des cartes complètes de stabilité, décrivant le comportement non linéaire de ces lasers. La compréhension de ces comportements a confirmé l'adéquation de l'injection optique pour générer des signaux UHF accordables. Pour la première fois, l'équipe de NINFA a fabriqué un système de génération de signaux micro-ondes basé sur un laser à points quantiques. Ce système est accordable depuis moins de 1 gigahertz (GHz) jusqu'à plus de 40GHz, et il est compatible avec les techniques de télécommunication par fibre optique. D'autres travaux ont conduit à la génération de signaux accordables allant de 119 à 954 GHz. La disponibilité d'une plus large gamme de fréquences pour des lasers nanostructurés souligne leur potentiel dans l'imagerie, la spectroscopie et la sécurité. Le laser quantique est très prometteur en termes de performances, et le projet NINFA a ouvert la voie à de nouvelles applications, très intéressantes.
Mots‑clés
Oscillateur laser, ultra haute fréquence, semi-conducteur, injection optique, nanostructure, point quantique
