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Laboratoire Pierre Aigrain

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Contrôle de phase d’un laser à cascade quantique THz

Le 28 septembre 2010

L’amplification de l’émission spontanée est à la base du déclanchement de l’émission laser. Puisque la phase de l’émission spontanée est aléatoire, la phase de l’émission cohérente du laser est aussi aléatoire. Ce phénomène interdit a priori toute détection cohérente du champ laser, rendant du même coup impossible les applications dans les domaines où le contrôle de l’amplitude et de la phase peuvent s’avérer particulièrement intéressant (métrologie, mode-locking etc). L’équipe « spectroscopie THz ultra-rapide » du LPA-ENS vient de montrer comment la phase du champ d’un laser semi-conducteur pouvait être contrôlée en forçant l’émission laser à se déclencher sur une impulsion cohérente injectée ayant une phase bien définie (phase seeding).

Le laser semi-conducteur qui a été injecté est un laser à cascade quantique (LCQ) térahertz (THz). Cette source laser est très prometteuse pour la gamme THz mais la détection cohérente de son émission reste problématique. L’équipe du LPA a été capable d’injecter une impulsion THz ultra-courte qui déclenche l’émission laser du LCQ. Ceci permet la détection cohérente de l’émission du LCQ dans le domaine temporel, offrant la possibilité d’étudier la façon dont le champ laser se construit durant les premières picosecondes. Une autre retombée de ce travail est que les LCQs peuvent désormais être utilisés en tant que sources puissantes pour la spectroscopie dans le domaine temporel.

Référence : D. Oustinov, et al. “Phase seeding of a terahertz quantum cascade laser”, Nature Communications 1:69 doi : 10.1038 / ncomms1068 (2010).

Contacts : Sukhdeep Dhillon ou Jérôme Tignon