Emetteurs a cavite verticale pour l'infrarouge moyen

par Charles Roux-Meulien

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Louis Pautrat.

Soutenue en 1999

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Les phenomenes d'emission spontanee et d'emission laser infrarouge sont etudies sur des heterostructures a base de cdhgte placees au sein d'une microcavite fabry-perot. La zone active a base d'alliages de semiconducteurs cdhgte, est realisee par epitaxie par jets moleculaires. L'optimisation des conditions de croissance de la zone active est egalement decrite. Les miroirs interferentiels de bragg sont realises par evaporation, par faisceau d'electrons, de materiaux dielectriques yf 3/zns a haut contraste d'indices. Les miroirs sont deposes apres epitaxie et apres elimination du substrat. Un procede technologique d'elaboration specifique a donc ete mis au point pour la realisation d'emetteurs infrarouges photopompes a microcavite resonante. En premier lieu les proprietes specifiques des microcavites (redistribution spatiale et spectrale des modes) sont etudiees en regime d'emission spontanee et optimisees en vue d'extraire le maximum d'energie. Une analyse detaillee de divers dessins de structure est presentee et les resultats experimentaux (a temperature ambiante) sont compares aux modeles theoriques. Un optimum d'extraction de la lumiere est experimentalement observe en fonction du pouvoir reflecteur du miroir de sortie. Des rendements quantiques externes de l'ordre de 10 3 sont mesures. Ensuite sous plus forte excitation optique, le fonctionnement d'emetteurs a microcavite en regime d'emission stimulee est montre. Plusieurs types de structures lasers a cavite verticale et a emission de surface (vcsel) sont caracterises. Des lasers emettent jusqu'a temperature ambiante vers 1. 37 et 1. 57 micrometres. Une temperature caracteristique t 0 de 174 k a ete mesuree a 1. 57 micrometres. Il s'agit de la premiere obtention de vcsel en cdhgte emettant a temperature ambiante. Un autre type de structure emet vers 2. 63 micrometres jusqu'a 190 k avec un t 0 de 113 k.


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  • Détails : 203 p.
  • Annexes : 179 ref.

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