Génération et détection de rayonnement aux fréquences térahertz à partir d'antennes photo-conductrices en InGaAs sur InP

par Nicolas Chimot

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Paul Crozat.

Soutenue en 2006

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le domaine de fréquence térahertz vit une fantastique accélération, motivée par l'exploration de nombreux processus physiques dont les fréquences caractéristiques tombent dans ce domaine. La réalisation d'émetteurs et de détecteurs efficaces, de faible coût, et fonctionnant à la température ambiante représente un enjeu pour les systèmes térahertz modernes. Les antennes photoconductrices en In0,53Ga0,47As et excitées avec des impulsions lasers de longueur d'onde 1550 nm sont une solution, grâce à la disponibilité de sources optiques relativement peu onéreuses, compactes et permettant de bénéficier de la technologie optique fibrée. L'irradiation ionique de la couche semiconductrice introduit des défauts qui jouent le rôle de pièges pour les porteurs libres rendant le composant ultra-rapide. Ce travail de thèse a été tout d'abord consacré à l'étude des paramètres physiques de l'In0,53Ga0,47As irradié par des ions Br+, comme la durée des vie et la mobilité des porteurs. La réponse électrique en obscurité et sous éclairement de photoconducteurs en In0,53Ga0,47As irradié a été également étudiée. Nous avons également démontré l'efficacité des antennes photoconductrices en In0,53Ga0,47As irradié pour la génération de façon impulsionnelle, mais aussi pour la détection, de rayonnement électromagnétique aux fréquences térahertz. Une autre voie de génération de rayonnement térahertz est la génération en continu. Pour cela, nous avons développé des photomélangeurs en In0,53Ga0,47As irradié et nous avons pu démontrer la potentialité de ces dispositifs pour la génération de rayonnement par mélange hétérodyne de deux faisceaux lasers continus de longueur d'onde autour de 1550 nm.

  • Titre traduit

    Generation and detection of terahertz radiation using ion-irradiated InGaAs on InP photoconductive antennas


  • Résumé

    Terahertz frequency domain lives a huge acceleration motivated by the exploration of a great number of physical processes, of which characteristic frequencies are in this domain. The conception of efficient and low cost emitters and detectors, operating at room temperature, is a real challenge for modern terahertz devices. In0. 53Ga0. 47As photoconductive antennas exciting with laser pulses at 1550 nm wavelength are a solution, because low cost and compact laser sources, providing fibre optic technology, are available. The ionic irradiation of the semiconductor layer introduces defects that act as traps for free carriers leading to an ultrafast device. This thesis work has been first devoted to the study of the Br+-ion-irradiated In0. 53Ga0. 47As physical parameters, as the lifetime and the mobility of the carriers. Dark and illuminated electrical responses of the irradiated In0. 53Ga0. 47As photoconductors have been also studied. We have also demonstrated that irradiated In0. 53Ga0. 47As photoconductive antennas are efficient for the impulsionnal generation, but also for the detection, of electromagnetic radiations at terahertz frequencies. Another way to generate terahertz radiations is the continuous generation. For that purpose, we have developed photomixers in irradiated In0. 53Ga0. 47As and we have demonstrated the potentiality of these devices for the generation of radiation by heterodyne mixing of two continuous laser beams at a wavelength around 1550 nm.

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Informations

  • Détails : 1 vol., 183 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.158-173

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)83
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