Conception et caracterisation de lasers a cavite verticale

par LAURENT GEORJON

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de CLAUDE GAUBERT.

Soutenue en 1997

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Ce memoire est consacre a la modelisation, la conception et a la caracterisation de lasers a cavite verticale et a emission de surface (vcsel) sur gaas. Un chapitre de presentation introduit les principes de base des diodes laser et des vcsel en particulier. Une etude bibliographique permet de mettre en evidence les specificites de ces derniers en les comparant aux diodes laser conventionnelles. Nous presentons alors les applications possibles du composant. Le chapitre deux est consacre a la modelisation du dispositif. Le gain d'un puits quantique est d'abord etudie, puis l'injection des porteurs dans la zone active. Les caracteristiques optiques de la structure multicouche sont alors determinees par une methode matricielle. En introduisant ensuite les effets thermiques, nous en deduisons une modelisation qualitative du fonctionnement des vcsel. Le chapitre trois presente la boucle de realisation du composant. Le procede de fabrication est d'abord detaille : epitaxie par jets moleculaires puis etapes des procedes technologiques. Le banc de caracterisation mis au point lors de ce travail est alors decrit. Une etude des proprietes electriques des miroirs met en evidence la necessite d'introduire une gradualite de composition. Nous decrivons et analysons ensuite la caracterisation des composants realises dans le laboratoire des premieres tentatives jusqu'aux vcsel fonctionnant en continu. L'analyse de dispositifs provenant d'autres laboratoires permet enfin de situer les resultats obtenus. Le dernier chapitre est consacre a une methode originale d'analyse des vcsel fondee sur leurs proprietes de photodetection. Les principes de base de generation du photocourant sont d'abord presentes. Le formalisme d'abeles permet alors de decrire les proprietes spectrales du composant. Nous montrons que cette analyse permet d'obtenir certaines informations sur les structures. Enfin, la spectroscopie par difference de photocourant est introduite et permet une analyse approfondie du couplage puits quantiques/cavite perot-fabry.


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Informations

  • Détails : 228 P.
  • Annexes : 225 REF.

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