Mesures de diffusivité thermique et cartographie de température dans des composants électroniques de type VECSEL

par Mathieu Bardoux

Thèse de doctorat en Optique

Sous la direction de Danièle Fournier.

Soutenue en 2008

à Paris 6 .

mots clés

• Mesures thermiques
• Thermoréflectance
• Diffusivité thermique
• Vecsel
• Cartographie de température

Résumé

On peut répartir les dispositifs de mesures thermiques en deux grandes familles : les appareillages qui servent à évaluer la température d’un objet (qu’il s’agisse d’un être vivant, d’un composant électronique en fonctionnement, ou de toute autre corps), et ceux qui visent à déterminer les caractéristiques thermiques d’un matériau donné (capacité calorifique, conductivité, diffusivité). Il s’agit de deux problèmes a priori différents, puisque l’un concerne la température absolue d’un objet, dans une situation donnée, alors que l’autre s’attache à l’étude d’un matériau en dehors de toute considération d’usage immédiat. Nous nous sommes intéressés au cours de la thèse présentée ici à ces deux aspects de la question, puisque notre système d’instrumentation, basé sur les variations de réflectivité d’un matériau en fonction de la température ou thermoréflectance, permet, selon la configuration expérimentale adoptée, soit de s’intéresser au comportement d’un matériau chauffé extérieurement pour déterminer sa diffusivité thermique, soit de considérer l’élévation de température d’un composant placé en situation de fonctionnement. Nos travaux se sont donc orientés suivant deux axes de recherche. Ils ont également porté deux démarches différentes : d’une part, l’utilisation de dispositifs préexistants pour étudier un problème précis ; d’autre part, le développement de nouveaux appareils de mesure, toujours basés sur la thermoréflectance, afin d’accéder à des informations nouvelles. La première démarche nous a menés à l’étude de composants de nano-optronique, des diodes laser de type VECSEL. La seconde, à la conception d’un montage de thermoréflectance en lumière controlée, permettant un échantillonage temporel des mesures thermiques

Titre traduit

Thermal diffusivity measurements and temperature mapping by thermoreflectance in VECSEL device

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