Laser organique à base de microcavités à cristaux photoniques 2 D.

par Francois Gourdon

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Azzedine Boudrioua.

Thèses en préparation à Paris 13 , dans le cadre de Ecole doctorale galilée depuis le 06-10-2009 .


  • Résumé

    Ce travail de thèse porte sur l’étude de sources lasers organiques en microcavité à cristaux photoniques 2D (CP). Il s'agit plus particulièrement de s'appuyer sur les propriétés de faible volume modal et de haut facteur de qualité des microcavités à cristaux photoniques pour réaliser des lasers organiques à faible seuil. La première partie de l'étude est numérique et consiste tout d'abord à concevoir des nanostructures dont la bande photonique interdite recouvre le spectre d'émission des matériaux organiques utilisés comme matériaux à gain, puis à concevoir et à optimiser numériquement leur facteur de qualité et leur volume modal. Ainsi, des cavités de type défaut H2, L3 permettent d'espérer un facteur de qualité supérieur à 1000 et une résonance adaptée au maximum d'électroluminescence du DCJTB à 650 nm. La deuxième partie consiste à réaliser les microcavités à cristaux photoniques par lithographie électronique et gravure ionique dans une couche de 440 nm de nitrure de silicium, a y déposer une couche organique d’Alq3 dopée avec 2% de DCJTB et à caractériser leur émission sous pompage optique. La méthode de caractérisation développée spécifiquement, s'appuie sur un système de filtrage spatial pour détecter l’émission de manière très localisée. Il a été démontré pour la première fois qu'une microcavité organique à cristal photonique 2D planaire de type H2 excitée optiquement par une source large spectre en régime impulsionnelle nanoseconde produit une émission laser avec un spectre étroit de 14 nm centrée sur 666 nm au delà d'un seuil de pompe de 7.2 μJ/cm², tandis que la microcavité L3, produit une émission laser à 660 nm avec un seuil de 9.3 μJ/cm2.


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