Infrared Self-focusing in Iron doped Indium Phosphide
Auto-focalisation infrarouge dans le Phosphure d'Indium dopé fer
Résumé
This work aims to studying the possible design of an all optical router compatible with intensities and wavelengths which are present in optical telecommunication networks. This implies studying the physics of photorefractive self-focusing and spatial solitons in Iron doped Indium Phosphide (InP:Fe) which was chosen for its speed and its sensitivity to telecommunication wavelengths
The first part is devoted to characterizing our samples through conventional photorefractive two wave mixing to measure the resonance intensity around which, the literature says, self-focusing is expected to happen. The second part is thus devoted to the experimental study of spatial soliton formation and propagation in InP:Fe. We have there evidenced a build up time shorter than 1 ms.
Parallel theoretical studies have been conducted on the basis of the transport equations taking into account the two carrier types characteristic of semi-conductors. Our analytical derivations have shown a link between two-carrier semi-conductors and one-carrier doped insulators. Numerical simulations with less approximations have confirmed these results. We have thus explained successfully our experimental observations, while showing the need for a partial re-thinking of the existing theory.
and help to understand the experimental observations, both through analytical studies and numerics. Theses studies have led to partially reconsidering existing theories.
The first part is devoted to characterizing our samples through conventional photorefractive two wave mixing to measure the resonance intensity around which, the literature says, self-focusing is expected to happen. The second part is thus devoted to the experimental study of spatial soliton formation and propagation in InP:Fe. We have there evidenced a build up time shorter than 1 ms.
Parallel theoretical studies have been conducted on the basis of the transport equations taking into account the two carrier types characteristic of semi-conductors. Our analytical derivations have shown a link between two-carrier semi-conductors and one-carrier doped insulators. Numerical simulations with less approximations have confirmed these results. We have thus explained successfully our experimental observations, while showing the need for a partial re-thinking of the existing theory.
and help to understand the experimental observations, both through analytical studies and numerics. Theses studies have led to partially reconsidering existing theories.
L'objectif de mon travail est l'étude de la faisabilité d'un routeur tout optique à des longueurs d'onde et des intensités compatibles avec les réseaux optiques de télécommunication. Cette étude passe par celle des l'autofocalisation et des solitons spatiaux photoréfractif dans le Phosphure d'Indium dopé au fer (InP:Fe), matériau choisi pour sa vitesse et sa sensibilité aux longueurs d'ondes adéquates.
Dans une première partie une caractérisation de nos échantillons
InP:Fe par la technique du mélange à deux ondes a été envisagée,
afin de définir l'intensité de résonance nécessaire d'après la
bibliographie pour l'expérience d'auto-focalisation. Dans une seconde partie, un banc expérimental spécialement conçu et réalisé pour notre étude, nous a permis d'observer le phénomène d'auto-focalisation stationnaire à des temps inférieurs à la milliseconde.
Nous avons mené en parallèle une étude théorique sur la base du modèle classique des équations de transport, en prenant en compte la nature semi-conductrice du phosphure d'indium. Des approximations usuelles nous ont permis de relier le comportement des semi-conducteurs à celui des isolants dopés, ou un seul type de porteur est pris en compte. Des simulations numériques nécessitant moins d'approximations sont venues conforter ces résultats. Nous avons ainsi expliqué avec succès les observations expérimentales, tout en remettant partiellement en cause la théorie existante sur le sujet.
Dans une première partie une caractérisation de nos échantillons
InP:Fe par la technique du mélange à deux ondes a été envisagée,
afin de définir l'intensité de résonance nécessaire d'après la
bibliographie pour l'expérience d'auto-focalisation. Dans une seconde partie, un banc expérimental spécialement conçu et réalisé pour notre étude, nous a permis d'observer le phénomène d'auto-focalisation stationnaire à des temps inférieurs à la milliseconde.
Nous avons mené en parallèle une étude théorique sur la base du modèle classique des équations de transport, en prenant en compte la nature semi-conductrice du phosphure d'indium. Des approximations usuelles nous ont permis de relier le comportement des semi-conducteurs à celui des isolants dopés, ou un seul type de porteur est pris en compte. Des simulations numériques nécessitant moins d'approximations sont venues conforter ces résultats. Nous avons ainsi expliqué avec succès les observations expérimentales, tout en remettant partiellement en cause la théorie existante sur le sujet.
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