PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
6.4 . LES MICROLASERS
Pour estimer la densité de courant de seuil nous devons prendre en
compte la surface totale du dispositif et non pas seulement la surface du
métal supérieur. En effet la dispersion latérale du courant va couvrir l’ensemble
du micro-disque. Pour le vérifier il suffit de comparer les caractéristiques
électriques en fonction de la densité de courant pour les trois
tailles de dispositif, soit en supposant que la dispersion du courant couvre
l’ensemble du dispositif, soit en supposant qu’il n’y a pas de dispersion
du courant (cf figure 6.6). Les courbes se superposent seulement dans le
cas où l’on suppose une dispersion de courant couvrant l’ensemble de la
cavité. Après l’alignement de la structure les courbes ne superposent plus
parfaitement probablement à cause du fait que le transport des électrons
dépend en partie de l’émission stimulée. Le seuil étant différent entre les
cavités, l’émission stimulée n’a pas le même rôle dans les caractéristiques
électriques.
Voltage (V)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
Big size
Medium size
small size
0.0
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Current density (A/cm²)
Voltage (V)
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
Big size
Medium size
small size
0.0
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
Current density (A/cm²)
FIG. 6.6: Tension appliquée en fonction de la densité de courant.
Les mesures ont été faites à la température de l’hélium liquide, en
continu pour les trois tailles de microdisques THz. À gauche la surface
utilisée pour la densité de courant est la taille de la cavité (en
supposant que la dispersion, du courant couvre toute la cavité). À
droite la densité de courant est calculée en utilisant la taille du métal
supérieur (pas de dispersion du courant).
6.4.3 Caractéristiques spectrales des microdisques laser
Afin d’interpréter les propriétés spectrales des microdisques, nous avons
fait des simulations 3D, en utilisant le logiciel commercial Comsol. Le problème
numérique a été simplifié, en négligeant les deux fines couches
dopées de contacts au dessus et en dessous de la région active. Cette
approximation permet d’utiliser un maillage plus grand pour la simulation
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