Etude électromagnétique d'émetteurs intégrés infrarouges et Thz en AlGaAs

par Alessio Andronico

Thèse de doctorat en Champs, particules, matière

Sous la direction de Giuseppe Leo.

Soutenue en 2008

à Paris 7 .


  • Résumé

    Cette thèse porte sur les propriétés électromagnétiques d'émetteurs intégrés infrarouges et terahertz. En premier lieu, nous présentons deux sources basées sur la génération par différence de fréquence entre modes de galerie. La première est un microdisque passif en GaAs qu permet de générer de la lumière entre 2. 6 et 2. 9 μm avec des lasers courrament disponibles. Cette source non-linéaire est robuste par rapport aux tolérances de fabrication et la température peut être utilisée pour ajuster finement la longueur d'onde d'émission. La deuxième est un microcylindre compact en AIGaAs/GaAs qui génère de la radiation THz à température ambiante. Dans ce cas là, des boîtes quantiques InAs enterrées dans la couche GaAs permettent l'intégration du laser de pompe dans la cavité. En perspective, la compacité de cette structure pourrait permettre de fabriquer des matrices d'émetteurs, adressables sélectivement ou collectivement. Ensuite, nous étudions numériquement les caractéristiques des guides d'onde couramment utilisés pour les lasers à cascade THz, avec un accent particulier sur le champ lointain de structures dites "double métal". Les résultats de nos simulations et des expériences préliminaires montrent que: 1) la complexité du champ lointain des guides multi-modes ne peut être modelisée qu'à l'aide d'outils numériques 3D avancés; 2) le champ lointain dépends de façon critique de l'ordre modal transverse; 3) le champ lointain peut être contrôlé à travers la forme de l'électrode supérieure.

  • Titre traduit

    Electromagnetic study of infrared and terahertz AIGaAs integrated emitters


  • Résumé

    This thesis consists in a study of the electromagnetic properties of infrared and terahert2 integrated emitters. Firstly, we present two sources based on a difference frequency generation process between Whispering Gallery Modes. The former source is a passive GaAs microdisk that can be exploited to generate light between 2. 5 and 2. 9 μm with commonly available lasers. This nonlinear device is robust with respect to fabrication tolerances, and the temperature can be effectively used to fine-tune its emission wavelength. The latter source is a compact AIGaAs/GaAs microcylinder generating THz radiation at room temperature. Here, In As quantum dots are embedded in the cavity to allow the integration of the laser pump. The compactness of its structure opens the possibility to fabricate arrays of emitters to be addressed individually or collectively. Then, we numerically study the characteristics of currently employed waveguide structures for THz quantum cascade lasers, focusing on the far-field pattern of double- metal waveguides. The results of our simulations, along with preliminary experiments, show that: 1) the complexity of the far-field pattern of multimode devices can only be modeled with advanced 3D numerical techniques; 2) the far-field pattern depends critically on the transverse modal order; 3) some degree of far-field control can be achieved with a patterning of the top electrode.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (161 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 124 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2008) 139
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