PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
Introduction
rales nécessaires pour comprendre le fonctionnement des lasers à cascade
quantique. Un laser étant composé d’un milieu actif, et d’une cavité,
ces deux chapitres théoriques concernent la description du milieu actif
(second chapitre) et les cavités optiques (troisième chapitre).
Dans le quatrième chapitre nous étudierons une structure particulière
dont la température maximale de fonctionnement (Tmax) est proche de
l’état de l’art. Nous avons obtenu de très bonnes performances en température
pour différentes structures fonctionnant de 2.3 à 3.8 THz. En outre,
nous avons amélioré la compréhension des mécanismes limitant la Tmax,
principalement l’émission de phonons activés thermiquement et le courant
parasite.
Les chapitres 5 à 8 concernent les structures photoniques. Dans le
chapitre 5 nous montrerons que la réduction de l’épaisseur des lasers à
cascade dans le THz a de nombreux avantages, et nous démontrerons
expérimentalement leurs réalisations.
Dans le chapitre 6 je montrerai comment il est possible d’obtenir un
laser sub-longueur d’onde défini par la géométrie du métal.
Et enfin les deux derniers chapitres correspondent à l’étude des cristaux
photoniques bidimensionnels. Le chapitre 7 décrit la théorie ainsi que
les méthodes numériques utilisées. Le dernier chapitre est focalisé sur
les études expérimentales, et j’expliquerai comment j’ai réussi à obtenir
une émission spectralement mono-mode, et accordable par lithographie
optique, simultanément à une émission directive (champ lointain angulairement
étroit et composé d’un seul lobe), et fonctionnant à haute température.
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