Dispositifs semiconducteurs en pompage électrique pour laser en cavité verticale externe émettant à 1,55 micromètres

par Adel Bousseksou

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Paul Crozat.

Soutenue en 2007

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


  • Résumé

    Nous avons élaboré dans ce travail des dispositifs semiconducteurs pompés électriquement (lI2VCSEL) qui représentent la partie semiconductrice d'U1 laser en cavité verticale externe (VECSEL). Ces structures comportent un miroir de Bragg, une zone active à base de puits quantiques et une jonction tunnel. Elles sont épitaxiées sur un substrat d'InP afin de pouvoir s'accorder avec une zone active émettant à une longueur d'onde de 1,55Ilm. Le confmement du courant d'injection est assuré par l'implantation protonique ou par la gravure latérale de la jonction tunnel. Nous avons observé pour 1li première fois à notre connaissance l'effet laser sous pompage électrique continu et à température ambiante d'un V. ECSEL opérant à 1,551lm pour des diamètres de surface d'injection allant jusqu'à 50llm dans une cavité de géométrie plan-concave. Nous avons montré une émission monomode transverse (TEMoo) et multimode longitudinale dans une cavité de 10mm de longueur, les densités de courant de seuil sont de l'ordre de 1,8kA1cm2la puissance maximale récoltée en sortie est de 0,5mW à une température ambiante. Nous avons également montré une émission laser sur un seul mode longitudinal avec une accordabilité de la longueur d'onde émise grâce à l'ajustement de la longueur de la cavité sur 15nm en régime d'injection contin et de 25nm en régime pulsé. La puissance de sortie reste limitée par une mauvaise dissipation thermique dans le 1I2VCSEL du fait de l'utilisation de matériaux quaternaires dans le miroir de Bragg. L'amélioration de ces dispositifs en terme de puissance de sortie peut être atteinte par l'utilisation de miroirs de Bragg de meilleures conductivités thermiques.

  • Titre traduit

    Electrically pumped external-vertical cavity surface emitting laser operating at 1,55 μm


  • Résumé

    The subject ofthis PHD work is the realisation of an InP based semiconductor devices for electrically pumped vertical-extamal cavity surface-emitting lasers (VECSEL) operating at a wavelength of 1. 55 Ilm. We have developped in this work a new electrically pumped semiconductor devices with large emission diameters (up to 50llm). We have tested ion implanted and burried tunneljunction as two confinement scheme for electrical injection. We have obesved the fist time in our knowlege a laser emission in continous wave at room temperature. We have tested two kinds of cavity length, a short cavity configuration with single longitudinal tunneled emission over 15 nm and a long cavity configuration with external miroir wih radius of curvatun of 10 mm with a maximum output power close to 0. 5 mW at room temperature in continous wave operation. Increasing of output power can be achieve by a better control of the thermal effect in the structure.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (III-186 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)109
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