Etude et optimisation de lasers semiconducteurs a puits quantiques dans le systeme in ga as/in ga alas/in p pour telecommunications optiques

par ENEKA IDIART ALHOR

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de C DELALANDE.

Soutenue en 1996

à Paris 6 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce travail comporte l'etude et l'optimisation des performances statiques de lasers pour telecommunications optiques a 1,55 m, dans le systeme d'alliage ingaas/ingaalas sur inp. Ce systeme de materiau presentait un probleme majeur de reproductibilite des resultats, du a l'etape de desoxydation du substrat sous flux d'arsenic, et a l'incorporation d'oxygene en cours de croissance. Une etude complete a ete menee. En modifiant la cellule d'arsenic, en effectuant un recuit du substrat sous flux de phosphore et en eloignant la commutation p/as de la zone active, ce probleme de reproductibilite a ete resolu. Le deuxieme objectif de ce travail etait l'optimisation de la structure pour minimiser la densite de courant au seuil. Le nombre de puits a ete optimise a partir des mesures experimentales par le calcul base sur une approche phenomenologique du gain, la composition et la largeur de la cavite optimales ont ete determinees pour optimiser le facteur de confinement. Une structure non contrainte ainsi optimisee presente une densite de courant de seuil record de 152 a/ cm2, de faibles pertes optiques et un bon rendement quantique (64%). L'apport des contraintes dans les puits a ete demontre en developpant un calcul theorique du gain intrinseque du laser en fonction du courant injecte. Ce calcul montre que la contrainte ecarte les sous niveaux d'energie tant en tension qu'en compression. La dispersion des bandes de valence a ete calculee par le modele d'altarelli, chaque bande resultant d'un melange des etats de trous lourds et legers. Les courbes de gain en fonction de la densite de porteurs montrent que la contrainte en compression diminue le seuil de transparence et augmente le gain differentiel, la contrainte en tension augmente le gain differentiel. L'examen des structures de bandes indiquent que la contrainte en compression diminue l'absorption interbandes de valence et les pertes auger. La comparaison avec le systeme ingaasp montre l'avantage du systeme ingaalas. Experimentalement, le gain mesure et le gain differentiel augmentent avec la contrainte en compression, la densite de courant de seuil par puits diminue (de 197 a/cm2 a 109 a/cm2). La sensibilite a la temperature diminue egalement, passant de 50k pour une structure non contrainte a 80 k pour une structure contrainte a (-1%) en compression.


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Informations

  • Détails : 231 P.
  • Annexes : 135 REF.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1996
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