PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 8 . CRISTAUX PHOTONIQUES, RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
(a)
θ (deg)
30
20
10
0
−10
−20
(b) (c)
−30
−30 −20 −10 0 10
φ (deg)
20 30
θ (deg)
30
20
10
0
−10
−20
−30
−40 −30 −20 −10 0 10
φ (deg)
FIG. 8.21: (a) Distribution du champ électrique (composante normale
au CP) obtenue en utilisant une simulation FDTD bidimensionnelle
pour le bord de bande hexapolaire (mode C). La simulation fait
800 µm par 800 µm et englobe toute la surface du PC. Des PMLs
sont placées sur les bords de la simulations. (b) Profil du champ
lointain calculé pour le mode représenté dans le panneau (a). Le
champ lointain a été calculé en utilisant seulement le champ magnétique
transverse dans les trous. Le champ en dehors des trous,
c’est à dire sous le métal a été annulé avant de faire la transformation
champ proche champ lointain. (c) Profil expérimental du champ
lointain, pour le mode a/λ = 0.315. La mesure a été faite à 78 K
en balayant le détecteur (cellule de Golay) à distance constante du
laser.
Le champ proche théorique pour le monopole est représenté dans la
figure 8.22(a), et le champ lointain correspondant dans la figure 8.22(b).
Toutefois le profil du champ lointain expérimental 8.22(c) n’est pas en bon
accord avec la simulation. Pour comprendre ce résultat, il est important de
prendre en compte la position de la micro-soudure qui couvre quelques
trous du CP 8.22(d). La présence de la micro-soudure peut être intégrée
dans la simulation en supposant simplement qu’elle remplit de métal
quelques trous : un trou couvert aura un indice de 3.6 dans la simulation au
lieu de 2.8. La figure 8.22(e) représente le champ électrique normal au CP
(Ez) comme pour la figure 8.22(a), mais en présence de la micro-soudure.
Le champ représenté correspond au mode qui a le plus grand facteur de
qualité. Le champ lointain théorique pour ce mode qui tient compte de la
micro-soudure est représenté dans la figure 8.22(f). Il est en très bon accord
avec la mesure expérimentale. Cela confirme que le mode a/λ = 0.36
correspond bien au bord de bande monopolaire (mode D).
Le champ proche est composé d’une composante qui varie rapidement
spatialement (de l’ordre de la période du CP), et d’une composante lente,
191
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
20
30
40
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0