PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
Chapitre 8
Cristaux photoniques, résultats expérimentaux
8.1 Introduction
Le but de ce chapitre est démontrer expérimentalement que l’utilisation
de cristaux photoniques (CPs) est une méthode très puissante pour
contrôler précisément le mode optique d’un laser.
À la différence de la majorité des études concernant les lasers à CP
qui sont pompés optiquement, nos dispositifs fonctionnent par injection
électrique.
L’étude des CPs est motivée par l’obtention simultanée de trois objectifs
: le premier est une émission spectralement single mode, le deuxième
est de rendre le faisceau laser directif (c’est à dire un champ lointain étroit
et composé d’un seul lobe), et enfin le troisième objectif est de réaliser les
deux premiers points jusqu’à des températures proches de l’état de l’art
des lasers à cascade quantique dans le THz.
Pour atteindre ces objectifs, nous utiliserons des cristaux photoniques
bidimensionnels, et nous procéderons en trois étapes :
1) Nous commencerons par étudier la faisabilité de cavité à CP pour les
lasers à cascade quantique dans le THz. Nous verrons que les conditions
aux bords du CP seront cruciales.
2) Après avoir identifié les conditions aux bords permettant d’obtenir un
mode du CP ayant les caractéristiques désirées, nous identifierons précisément
le mode de cavité à CP mis en jeu pour l’émission laser. Entre
autres nous montrerons que le profil de champ lointain est prédictible.
3) Il sera alors possible de travailler sur l’ingénierie du champ lointain,
ainsi que sur des améliorations qui permettront d’augmenter la température
maximale de fonctionnement.
Pour les lasers à cascade quantique dans le THz, les meilleures performances
en température sont obtenues en utilisant un guide métal-métal
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