PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 5 . RÉDUCTION DE L’ÉPAISSEUR
Densité de courant de seuil (A/cm²)
1200
1000
800
600
400
200
h=5 µm
h=10 µm
0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Température (K)
Densité de courant de seuil (A/cm²) (h=10 µm)
1300
1200
1100
1000
900
1300
1200
1100
1000
830
0 20 40 60 80 100 120 140 160
830
180
Température (K)
FIG. 5.11: Densité de courant de seuil en fonction de la température
pour la structure standard de 10 µm d’épaisseur (courbe bleue) et
pour la structure fine de 5 µm d’épaisseur (courbe rouge). Dans la
partie gauche les courbes sont tracées en utilisant les même axes
tandis que sur la partie de droite elles sont tracées sur des axes
différents.
d’épaisseur sont nominalement identiques, leurs Jths doivent être proportionels.
En comparant les seuils en fonction de la température, il est clair qu’il
n’y a pas directement un lien de proportionnalité entre le seuil de la structure
fine et de la structure standard. Cependant lorsque l’on trace les
deux courbes sur deux axes différents, (partie droite de la figure 5.11),
les courbes se superposent parfaitement. Depuis ces courbes on obtient
la relation linéaire du seuil entre les deux structures :
Jth,10µm(T ) − 830 ∗ 1.68 = Jth,5µm(T ) − 830 (5.9)
830 A · cm −2 correspond à la valeur du courant parasite que l’on avait déjà
rencontré au chapitre 4. Le facteur 1.68 devrait correspondre au ratio des
pertes. Nous avons calculé les pertes des guides métal-métal de la structure
fine et de la structure épaisse, en incluant les pertes des miroirs (en
utilisant la réflectivité du guide métal-métal tel que décrit dans le chapitre
3) pour un ruban laser de 2 mm de long. Pour le calcul, l’indice des
couches dopées a été obtenu en utilisant le modèle de Drude ( τ = 0.1
ps), l’indice de l’or provient de l’article [61]. Pour l’indice de la région active,
nous avons soit utilisé du GaAs pur d’indice 3.6, soit nous avons inclu
les pertes en utilisant le modèle de Drude (τ = 1 ps). Le tableau 5.2 récapitule
les pertes calculées :
125
900
Densité de courant de seuil (A/cm²) (h=5 µm)