Laboratoire des Systèmes Photoniques EA
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Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
Laboratoire des Systèmes Photoniques – EA 2312 N° d?ordre : 4114 Ecole Doctorale Sciences Pour l?Ingénieur ULP – ENSAIS – ENGEES - URS Optimisation d'un dispositif interférométrique de mesure de distance absolue utilisant une diode laser à cavité externe continûment syntonisable dans les bandes S et C THÈSE présentée et soutenue publiquement le 25 octobre 2002 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Louis Pasteur – Strasbourg I Discipline : Sciences Pour l'Ingénieur (spécialité : Optronique et systèmes) par Bertrand PÉCHEUX Composition du jury Directeur de thèse : Patrick MEYRUEIS, professeur ? Université Louis Pasteur, Strasbourg Co-Directeur de thèse : Pierre PFEIFFER, maître de conférences ? Université Louis Pasteur, Strasbourg Rapporteur interne : Alfred GOLTZENÉ, professeur ? Université Louis Pasteur, Strasbourg Rapporteurs externes : Yasser ALAYLI, professeur ? Université de Versailles-Saint-Quentin Henri GAGNAIRE, professeur ? Université Jean Monnet, Saint-Etienne

  • diode laser

  • diode laser accordable

  • réalisation d?une

  • plage finie de balayage continu en fréquence optique par analyse numérique

  • principe de l?accordabilité continue

  • sélection des composants optiques

  • plage finie de balayage continu en fréquence optique

  • contribution dans la réalisation de dépôts d?or sur fibres optiques


Sujets

Informations

Publié par
Publié le 01 octobre 2002
Nombre de lectures 70
Langue Français
Poids de l'ouvrage 1 Mo

Extrait

N d ? ordre : 4114
Ecole Doctorale Sciences Pour l IngØnieur
ULP – ENSAIS – ENGEES - URS
Optimisation d’un dispositif interférométrique de mesure de
distance absolue utilisant une diode laser à cavité externe
continûment syntonisable dans les bandes S et C
THÈSE
prØsentØe et soutenue publiquement le 25 octobre 2002
pour obtenir le grade de
Docteur de l’Université Louis Pasteur – Strasbourg I
Discipline : Sciences Pour l’Ingénieur
(spécialité : Optronique et systèmes)
par
Bertrand PÉCHEUX
Composition du jury
Directeur de thèse : Patrick MEYRUEIS, professeur UniversitØ Louis Pasteur, Strasbourg
Co-Directeur de thèse : Pierre PFEIFFER, ma tre de confØrences UniversitØ Louis Pasteur, Strasbourg
Rapporteur interne : Alfred GOLTZEN?, professeur UniversitØ Louis Pasteur, Strasbourg
Rapporteurs externes : Yasser ALAYLI, professeur UniversitØ de Versailles-Saint-Quentin
Henri GAGNAIRE, professeur UniversitØ Jean Monnet, Saint-Etienne
Laboratoire des Systèmes Photoniques – EA 23123
Remerciements
Je remercie premiŁrement Patrick Meyrueis le directeur du Laboratoire des SystŁmes Photoniques et mon
directeur de thŁse dont jai ap? prØciØ les encouragements et les critiques constructives.
Je tiens remercier trŁs chaleureusement Pierre Pfeiffer qui fut mon codirecteur au cours des premiŁres annØes.
Il a assurØ la direction scientifique et technique de ce travail, y consacrant un temps et une Ønergie proche du
dØvouement.
Mes remerciements sad? ressent ensuite naturellement Rabah Mokdad dont le sujet de thŁse, intimement liØ au
mien, en a fait mon collaborateur privilØgiØ. C est de son idØe dap? pliquer une mØthode autorØgressive et de
notre travail en commun que sont nØs lens? emble de nos confØrences et publications.
Jex? prime ma reconnaissance Yasser Alayli, Henri Gagnaire et Alfred GoltzenØ, qui m?ont fait l?honneur d Œtre
les rapporteurs de mon jury de thŁse.
Je tiens aussi remercier Dalibor Vuki čević pour sa disponibilitØ la discussion et sa contribution dans la
rØalisation de dØp ts d or sur fibres optiques. Je remercie Ayoub Chakari pour ses conseils ØclairØs concernant
les questions relatives aux fibres optiques. Je remercie Yoshitate Takakura pour l intØrŒt particulier quil a p? ortØ
mon travail, ses conseils, et surtout ses questions, parfois dØcalØes ou dØstabilisantes, mais enrichissantes et
surtout indispensables pour prendre le recule nØcessaire et vØrifier la consistance du travail accompli. Merci
encore l ensemble des membres de ce laboratoire, qui, chacun sa mesure, en consacrant son temps, contribue
l encadrement et la formation des jeunes chercheurs et impulse une dynamique au laboratoire.
Jadres? se un dernier remerciement AndrØ Bilger pour sa contribution la rØalisation des piŁces mØcaniques du
laser cavitØ externe.Laboratoire des Systèmes Photoniques – EA 23125
Table des matiŁres
Remerciements ......................................................................................................................................................................... 3
Liste des figures........................................................................................................................................................................ 7
Liste des tableaux ................................................................................................................................................................... 10
Introduction gØnØrale.............................................................................................................................................................. 11
1 Les lasers semi-conducteur continßment syntonisables....................................................................... .......................... 13
1.1. Rappels sur les lasers semi-conducteur................................................................................... ..............13
1.1.1. Diodes laser structure Fabry-PØrot ..................................................................................... .........13
1.1.2. Modes transverses ..........................................................................................................................14
1.1.3. Condition de gain et modes longitudinaux.....................................................................................14
1.1.4. Suppression des modes latØraux.....................................................................................................15
1.2. Principe de l accordabilitØ continue....................................................................................... ..................17
1.2.1. Accord par le gain seul...................................................................................................................17
1.2.2. Accord par les modes longitudinaux.......19
1.2.3. Syntonisation du maximum de gain et des modes longitudinaux...................................................19
1.3. Technologies des lasers semi-conducteur continßment accordables en longueur d onde.....................20
1.3.1. Les lasers accordables monolithiques semi-conducteur ..............................................................20
1.3.2. Diode laser accordable cavitØ externe .................................................................................. .......22
1.3.3. SynthŁse des rØsultats concernant les diffØrents dispositifs laser examinØs...................................23
1.4. Les lasers cavitØ externe ................................................................................................ .......................23
1.4.1. Modes de sØlection de la longueur d onde d Ømission et condition daccord con? tinu ...................24
1.4.2. SØlectivitØs spectrales des cavitØ externes......................................................................................26
1.4.3. Configuration Littrow ....................................................................................................................30
1.4.4. Configuration Littman-Metcalf ou Shoshan...................................................................................36
1.4.5. Influence de la configuration sur la stabilitØ ..................................................................................38
1.5. SynthŁse...................................................................................................................................................44
1.6. Conclusion...............................................................................................................................................45
2 RØalisation dune diode laser cavitØ externe pour la mesure de distances par modulation continue de frØquence
optique..................................................................................................................................................................................... 47
2.1. Etude des tolØrances de positionnement sur les optiques de la cavitØ externe.........................................47
2.1.1. ModŁle et hypothŁses thØoriques ...................................................................................................48
2.1.2. Expression de la condition daccord partir ? des paramŁtres gØomØtriques ...................................49
2.1.3. TolØrances requises pour une plage infinie de balayage continu en longueur d onde....................50
2.1.4. TolØrances requises pour une plage finiyage continu en frØquence optique51
2.1.5. TolØrances requises pour une plage finie de balayage continu en frØquence optique par analyse
numØrique ................................................................................................................................................54
2.2. SØlection des composants optiques et dimensionnement.........................................................................58
2.2.1. Longueur d’onde.............................................................................................................................58
2.2.2. Diode laser .....................................................................................................................................58
2.2.3. Collimation59
2.2.4.Dimensionnement mØcanique ........................................................................................................59
2.2.5. SystŁme de rotation du miroir de renvoi ........................................................................................59
2.2.6. RØseau de diffraction......................................................................................................................60
2.2.7. Lame demi-onde...........................................................................................................60
2.2.8. Conclusion......................................................................................................................................61
2.3. Mesure de la plage d accord continu et des tolØrances de positionnement..............................................62
?Table des matières 6
2.3.1. Revue des mØ

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