Programme de la conférence

Following a historical introduction to the ideas and scientific context that led to the invention of the quantum cascade laser, I will describe the fundamental physical concepts underlying the engineering of optical gain between two-dimensional electronic states in semiconductor quantum structures. The ultrafast gain dynamics of these lasers will then be discussed, highlighting why mode-locked operation does not result in pulse generation. Applications of quantum cascade lasers will be presented, with particular emphasis on free-space optical communications. I will conclude the presentation with an overview of the current scientific and technological challenges, as well as future perspectives for the field.

Le laser à cascade quantique

Après une introduction historique sur les idées et sur le contexte scientifique qui ont conduit à l’invention du laser à cascade quantique, je décrirai les concepts physiques fondamentaux de l’ingénierie qui produit le gain optique entre états électroniques bidimensionnels dans les structures quantiques semiconductrices. La dynamique ultrarapide du gain dans ces lasers sera ensuite abordée, en mettant en évidence les raisons pour lesquelles le fonctionnement en mode verrouillé (mode-locking) ne conduit pas à la génération d’impulsions. Les applications des lasers à cascade quantique seront présentées, avec un accent particulier sur les communications optiques en espace libre. Je terminerai la présentation par un aperçu des défis scientifiques et technologiques actuels, ainsi que des perspectives futures de ce domaine.