GaAs à orientation périodique pour la réalisation de sources accordables dans l'infrarouge

par David Faye

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Evelyne Gil.

Soutenue en 2007

à Clermont-Ferrand 2 .


  • Résumé

    Le développement de sources laser puissantes et agiles dans les gammes spectrales infrarouges faiblement absorbées par l'atmosphère [3 µm-5µm] et [8µm-12µm] présente un intérêt majeur pour les applications militaires liées au domaine des contre-mesures optiques. Une solution prometteuse, étudiée depuis plusieurs années au sein de Thales Research & Technology, est de développer des sources OPO (Oscillateurs Paramétriques Optiques) basées sur les phénomènes de conversion de fréquence dans des cristaux non-linéaires. Les matériaux semi-conducteurs comme le GaAs sont d'excellents candidats pour ce type d'application mais leur groupe ponctuel de symétrie cubique les rend isotropes, et donc impropres au traditionnel accord de phase biréfringent. Les processus de conversion ne peuvent alors être optimisés qu'en inversant périodiquement le signe du coefficient non-linéaire : c'est la technique de Quasi-Accord de Phase (QAP). La mise en oeuvre de cette technique a longtemps constitué un frein au développemnt du GaAs comme matériau non-linéaire. Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont donc permis de lever les différents verrous technologiques existants. Nous avons développé un procédé de fabrication stable et reproductible de structures GaAs à QAP(Quasi -Accord de Phase) présentant les propriétés compatibles avec la réalisation d'OPO (Oscillateurs Paramétriques Optiques) infrarouges. La solution adoptée se base sur deux grandes étapes technologiques : la première consiste à fabriquer un substrat GaAs à orientation périodique. Ce substrat constitue ensuite un germe pour une deuxième étape de croissance de GaAs par HVPE 5Hydride Vapour Phase Epitaxy). Cette technique, caractérisée par une grande de dépot, permet de réaliser des structures de 500 µm d'épaisseur, adaptées au pompage optique de forte puissance, en conservant la modulation initiale du coefficient non-linéaire. La qualité optique des structures GaAs à QAP fabriquées a alors permis de réaliser un OPO présentant les meilleurs rendements et puissance rapportés à ce jour avec de telles structures

  • Titre traduit

    Orientation patterned GaAs (OP-GaAs) for the development of mid-infrared laser sources


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Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.164

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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