Lasers QCL sur Si couples à un guide optique

par Redouane Amrar

Projet de thèse en Electronique et Optoélectronique, Nano- et Microtechnologies

Sous la direction de Raffaele Colombelli et de Adel Bousseksou.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering (Orsay, Essonne) , en partenariat avec Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (laboratoire) , Photonique (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 15-10-2018 .


  • Résumé

    Dans le domaine du moyen infrarouge (longueur d'onde de 3 à 12 µm), des lasers III-V à base de cascade quantiques sur substrat InP sont maintenant en production avec de haut niveaux de performances. Le couplage avec un circuit d'optique intégrée est réalisé actuellement en aboutant une puce laser QCL sur InP avec un circuit d'optique guidé sur silicium. Ce procédé unitaire est fastidieux et cela conduit à des faibles tolérances de fabrication et à un cout élevé. La solution la plus prometteuse est de rapporter le laser QCL sur la plaque Si et de le coupler aux guides optiques. Afin d'avoir une fabrication collective peu couteuse, l'objectif est de fabriquer collectivement les lasers QCL directement sur la plaque Si avec les moyens de la microélectronique. C'est tout l'enjeu de cette thèse où il faudra d'étudier et simuler le couplage du QCL à un guide optique, concevoir les étapes de fabrication avec l'aide des ingénieurs process, suivre les étapes de fabrication réalisées sur notre plateforme de fabrication et enfin caractériser ces nouveaux composants laser QCL couplés à un guide optique sur notre testeur sous pointes.

  • Titre traduit

    QCL lasers on Si coupled with an optical wiveguide


  • Résumé

    In the field of the mid infrared (wavelength from 3 to 12 µm), III-V Quantum Cascade Lasers on InP substrate are now in production with top performance levels. The coupling with an integrated optics circuit is at present realized by abutting a chip laser QCL on InP with a guided optics circuit on silicon. This process is long and led to low tolerances of manufacturing and to high cost. The most promising solution is to put the QCL laser on the Si wafer and to couple it with the optical waveguides. For large manufacturing, the objective is to make collectively lasers QCL directly on the wafer with the means of the microelectronics. It is all the stake in this thesis where it will be necessary to design and to simulate the coupling of the QCL to an optical guide, to build the process steps with the help of the process engineers, to follow the manufacturing steps realized on our platform of manufacturing and finally to characterize these new components laser QCL coupled with an optical guide on our probe tester.