PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
5.3 . DÉMONSTRATION EXPÉRIMENTALE DE LA RÉDUCTION DE
L’ÉPAISSEUR
FIG. 5.5: . Diagramme de bande pour trois différentes épaisseur de la
région active. (cette figure est extraite de la thèse de Michaël Bahriz
[63]). En réduisant l’épaisseur il apparaît un gap photonique.
[89] qu’une seule période est suffisante pour obtenir l’émission laser. Il n’y
a donc pas de limite fondamentale pour la réduction de l’épaisseur d’un
laser à cascade. Le choix de l’épaisseur va donc être un compromis entre
les performances désirées et les limites technologiques imposées (ou bien
entre les pertes et le gain souhaité).
5.3.1 Calculs des pertes en fonction de l’épaisseur
Des deux guides d’onde utilisées dans les lasers à cascade quantique,
seul le guide métal métal permet de réduire l’épaisseur sans trop dégrader
les performances des dispositifs. En effet dans ce guide le confinement
est proche de l’unité indépendamment de l’épaisseur. Au contraire pour
le guide plasmonique, le confinement va diminuer nettement lorsque l’on
réduit l’épaisseur, et ainsi augmenter le seuil laser.
Afin de connaître plus précisément l’effet de la réduction de l’épaisseur
sur les pertes, nous avons entrepris des simulations de guide d’onde
unidimensionnel dans le cas double métal, afin de calculer les pertes en
fonction de l’épaisseur.
Pour des croissances de structures THz, afin de permettre l’utilisation
région active de type bound to continuum est composée de 90 périodes [53] et pour une
région active de type phonon résonant, dont la période est plus courte, 216 périodes sont
utilisées [54].
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