PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 8 . CRISTAUX PHOTONIQUES, RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
8.3.9 Conclusion
Nous avons ainsi pu identifier précisément les deux modes de bords de
bande qui lasent pour les CP étudiés. Nous avons aussi obtenu un très bon
accord entre les profils théoriques des champs lointains expérimentaux et
théoriques, ce qui valide l’approche 2D pour calculer le champ lointain.
Cela va être très utile par la suite, car nous savons maintenant que le
problème a priori 3D (et donc difficile à simuler) peut être simplifié en un
problème 2D, et ainsi accessible par les simulations sans trop de difficulté.
Nous avons maintenant tous les éléments pour exploiter la puissance
des cristaux photoniques et prédire le champ lointain afin d’obtenir un seul
lobe étroit angulairement, ainsi qu’une optimisation du facteur de qualité
pour essayer d’augmenter encore la température maximale de fonctionnement.
8.4 Ingénierie du champ lointain et du facteur de qualité
8.4.1 Introduction
Nous avons vu que les calculs du champ lointain sont en très bon accord
avec l’expérience. Nous pouvons donc prédire le profil spatial de
l’émission du CP, et ainsi chercher avec l’aide des simulations le moyen
d’obtenir un champ lointain ne contenant qu’un seul lobe étroit.
En même temps, nous allons montrer comment augmenter le facteur
de qualité des CPs en variant le rayon des trous le long du CP. Il est très
utile d’augmenter le facteur de qualité puisque cela permet de diminuer la
densité de courant de seuil laser, ainsi que d’augmenter la température
maximale de fonctionnement (Tmax). En outre cela permet de réduire la
surface des dispositifs et donc de diminuer le courant de seuil laser.
Utilisation du réseau carré
Une technique pour obtenir un champ lointain ne contenant qu’un seul
lobe consiste à introduire un déphasage de π au centre du cristal photonique.
Nous verrons plus loin que pour pouvoir l’utiliser avec des CPs il faut
utiliser un réseau carré [138]. L’utilisation de réseau carré a néanmoins un
désavantage : pour des surfaces égales un réseau carré aura un facteur
de qualité plus faible qu’un réseau trigonal. Cela provient du fait que la
densité de trou dans un réseau trigonal est plus importante. Ce problème
sera résolu par l’utilisation de CP graduel, où le rayon des trous varie le
long du CP, ce qui permet d’augmenter le facteur de qualité.
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