[en] ABSTRACT: In this work we investigate the polarisation of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) subject to parallel optical injection from a master laser. In the first part of the work we measure the characteristics of the free running VCSEL. Key properties of the used VCSEL have been investigated in order to measure some of the laser parameters that characterize the device performance. We find a threshold current of Ith = 1:618±0:014mA with saturation at about 9 mA, an internal quantum efficiency of µ = 0:188±0:0006 and polarisation switching and internal optical bistability dependent on the bias current. For all possible bias currents we find a wavelength range of operation between 1540 - 1544.5nm and by measuring the relaxation oscillation peaks of the system a differential gain of GN = (1:64±0:2)*10^4 Hz has been estimated. In the second part of the work, we inject light from a tuneable laser via a three port optical circulator into a VCSEL and measure the dominant polarisation (denoted parallel) and the one perpendicular to it (denoted orthogonal). We observe an anticorrelated linear power evolution for both polarisations depending on the input current according to the model presented in chapter 2 and present a map of the injection locking and polarization switching (IL+PS) regime. Investigating the behaviour when increasing and decreasing the injected power we find bistability in the boundary between IL+PS and complete injection locking. The power evolution of the output polarisations when varying the frequency detuning could be shown to be nonlinear in agreement with the used model. Again the boundary between injection locking and IL+PS could be identified as bistable in a stability map. Measuring the polarisation evolution dependence on the VCSEL bias current we qualitatively confirm the theoretical predictions.

[es] RESUMEN: En este trabajo investigamos la polarización de la luz emitida por un láser de cavidad vertical (VCSEL) sujeto a inyección óptica paralela de luz proveniente de otro laser. En la primera parte del trabajo medimos las características del VCSEL emitiendo en solitario. Investigamos propiedades clave del VCSEL para medir algunos de los parámetros que caracterizan el funcionamiento del dispositivo. Encontramos una corriente umbral Ith = 1:618±0:014mA con saturación a corrientes cercanas de los 9 mA, una eficiencia cuántica interna de µ = 0:1882±0:0006, encendidos de polarización y biestabilidad óptica interna dependiente de la corriente aplicada. Encontramos un rango de longitudes de orden del operación entre 1540 - 1544.5nm y mediante la medida de los picos de oscilaciones de relajación de sistema encontramos una ganancia de GN = (1:64±0:2)*10^4 Hz. En la segunda parte del trabajo inyectamos luz de un láser sintonizable en un VCSEL usando un circulador óptico de tres puertos. Medimos la polarización dominante (llamada paralela) y la perpendicular a la anterior (llamada ortogonal). Encontramos una evolución lineal anticorrelacionada de las potencias de ambas polarizaciones dependiendo de la potencia inyectada de acuerdo al modelo presentado en el capítulo 2. Presentamos un mapa del régimen de bloqueo a la inyección y encendido de polarización (IL+PS). Investigando el comportamiento cuando se aumenta y se disminuye la potencia de inyección encontramos biestabilidad en la frontera entre las regiones de bloqueo a la inyección y IL+PS. La evolución de la potencia de las polarizaciones de salida al cambiar la desintonía en frecuencia se muestra como no lineal, en acuerdo con el modelo utilizado. De nuevo la frontera anterior se puede identificar como biestable en la mapa de estabilidad. Investigando como la polarización depende de la corriente aplicada al VCSEL confirmamos cualitativamente las predicciones teóricas.