Calcul et réalisation de traitements optiques multicouches pour diodes laser. Etude de l'influence des défauts de structure des couches sur les performances des diodes traitées

par Olivier Vasseur

Thèse de doctorat en Composants, signaux et systèmes. Composants électroniques et optiques

Sous la direction de Émile Pelletier.

Soutenue en 1990

à Aix-Marseille 3 , en partenariat avec Université Paul Cézanne. Faculté des sciences et techniques de Saint-Jérôme (Aix-Marseille) (autre partenaire) .

mots clés

• Diodes à semiconducteur
• Fibres optiques
• Lasers à semiconducteurs
• Réflectance
• Couches minces -- Propriétés optiques

Résumé

Pour repondre au besoin de developpement des telecommunications par fibre optique on veut realiser des amplificateurs sans conversion optique-electronique, ce qui implique le depot de filtres antireflets sur les faces clivees des diodes laser. L'objectif est alors d'atteindre un facteur de reflexion d'environ cinq cent milliemes. En s'appuyant sur la theorie de ch. Vassallo pour le calcul des facteurs de reflexion a l'extremite de guides plans, une partie importante de ce travail est consacree au probleme de calcul de la structure d'empilements susceptibles de repondre aux performances desirees. Dans ces calculs de synthese, on tient compte des contraintes sur les indices de refraction des couches, qui doivent correspondre a celles donnees par des materiaux existants et facilement evaporables. On s'interesse ensuite a l'etude des tolerances de realisation des empilements calcules. Ceci amene des simulations numeriques sur ordinateur pour prendre en compte les erreurs sur les indices et les epaisseurs des couches de l'empilement antireflet avec des tirages aleatoires de repartition gaussienne. L'ecart type des erreurs est de l'ordre des imprecisions de notre appareillage de fabrication des couches. On determine les indices de refraction des couches dans le domaine infrarouge qui nous interesse et on garantit une repetabilite de realisation meilleure que 0. 01. Les calculs de simulation montrent que, grace a la methode de controle optique indirecte utilisee lors de la formation de l'empilement, on devrait assurer l'obtention des epaisseurs requises avec une precision suffisante. On a pratiquement amene tous les outils necessaires pour donner a l'experimentation toutes les chances de succes. Nous presentons brievement les tous premiers resultats experimentaux que l'on vient d'obtenir. Enfin, nous avons montre comment on peut developper le calcul des facteurs de reflexion et transmission de structures

Titre traduit

Calculation and realization of multilayer optical coatings for laser diodes. Study of layer structure defects on diode performances

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