PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 8 . CRISTAUX PHOTONIQUES, RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
est entouré de bord absorbant, sa taille est trop petite pour qu’il puisse
permettre un mode laser. Sa taille est en effet similaire aux microcavités
étudiées dans le chapitre 5, et celles-ci ne sont pas fonctionnelles lorsque
le bord absorbant est présent.
La région active utilisée est la structure phonon résonant à trois puits
quantiques, de fréquence centrale 2.7 THz. Cette structure nécessite des
densités de courant importantes, nous avons donc dû utiliser deux pads.
En n’en utilisant qu’un seul, le courant est trop important et le dispositif
grille là où la densité de courant est maximale, c’est à dire dans les zones
les plus étroites. Pour la même raison, nous avons retiré un trou à coté du
pad.
8.4.2 Identification du mode de bord de bande en réseau carré
Avant d’améliorer les performances des lasers CP, nous devons au
préalable identifier le mode laser pour ce réseau carré. Cette identification
a été faite avec des CPs en réseau carré, comme présenté dans la figure
8.25, mais en utilisant un réseau légèrement plus grand (9 périodes depuis
le centre, alors que les dispositifs présentés dans la figure 8.25 n’en
contiennent que 7).
Afin d’identifier le bord de bande correspondant au mode laser, nous
avons effectué deux séries de mesures. La première concerne les variations
du spectre d’émission en fonction de la période, et la seconde en
fonction du rayon des trous.
Variation de la période du CP
La figure 8.26 présente les spectres d’émission en fonction de la période
du cristal photonique pour des périodes comprises entre 29.6 µm et
34.5 µm (le pas est de 0.7 µm, et le ratio du rayon sur la période est égal à
r/a = 0.25). Les périodes du CP ont été choisies afin de pouvoir observer
l’émission des deux bords de bande susceptibles de laser pour ce réseau
carré. Ces deux bords de bande sont le monopole ainsi que le quadrupole
(ils sont représentés dans la fig. 8.26(b)), le quadrupole étant l’équivalent
de l’hexapole du réseau triangulaire.
Les mesures expérimentales montrent (cf fig. 8.26) qu’un seul bord
de bande lase. En comparant les fréquences expérimentales en fonction
des simulations il est probable que l’émission provient du bord de bande
monopolaire. Même pour des fréquences éloignées du maximum du gain
(il est centré autour de 2.7 THz), seul un bord de bande lase.
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