Lasing monomode :
Dans certaines microcavités supermodes, la diffusion stimulée peut conduire à l’amplification préférentielle d’un seul mode de cavité, aboutissant à un laser monomode. Cela se produit généralement lorsque la cavité est conçue pour avoir un facteur de qualité (Q) élevé pour un mode spécifique, tout en supprimant les autres modes. Le facteur Q élevé garantit que le mode unique a un seuil d'émission laser plus bas, lui permettant de dominer les autres modes.
En concevant soigneusement la géométrie de la cavité, la composition du matériau et le profil de dopage, il est possible d'obtenir un fort confinement optique et de minimiser les pertes par diffusion pour le mode souhaité. Cela permet un laser monomode efficace avec une puissance de sortie élevée et une bonne qualité de faisceau.
Lasing bimode :
Dans d’autres cas, la diffusion stimulée dans les microcavités supermodes peut entraîner un laser bimode, dans lequel deux modes de cavité oscillent simultanément. Cela se produit lorsque la cavité prend en charge plusieurs modes avec des facteurs Q et des conditions de gain similaires. En raison de la nature compétitive du laser, les deux modes peuvent atteindre le seuil laser et coexister dans la cavité.
L'émission laser bimode peut être avantageuse dans certaines applications, telles que les systèmes de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) ou la génération de paires de photons intriqués pour le traitement de l'information quantique. En contrôlant soigneusement la conception de la cavité et les conditions d'excitation, il est possible d'obtenir un fonctionnement bimode stable avec une séparation de longueur d'onde spécifique et un couplage de mode contrôlé.
La transition du laser monomode au laser bimode, ou vice versa, peut être influencée par divers facteurs tels que la puissance d'excitation, la température et le désaccord de la cavité. En manipulant ces paramètres, il est possible d’exciter ou de supprimer sélectivement des modes spécifiques et d’obtenir le comportement laser souhaité dans les microcavités supermodes.
En résumé, la diffusion stimulée dans les microcavités supermodes peut conduire à un laser monomode ou bimode, en fonction de la conception de la cavité, des propriétés du matériau et des conditions d'excitation. En élaborant soigneusement ces facteurs, il est possible d'adapter le comportement laser à des applications spécifiques et d'obtenir les caractéristiques optiques souhaitées.
