PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 8 . CRISTAUX PHOTONIQUES, RÉSULTATS EXPÉRIMENTAUX
FIG. 8.28: Simulations du mode monopolaire sur tout le CP. La partie
encerclée correspond aux photons s’échappant du bord du CP, et
seront la cause du facteur de qualité parallèle Q .
Q est estimé en utilisant des simulations de cristal photonique 2D, ne
contenant aucune pertes, sauf les PMLs (cf chapitre 7), et on obtient (le
mode est représenté dans la fig 8.28) :
Q ≈ 60 (8.37)
Nous allons estimer les pertes par émission de manière très grossière,
afin d’avoir un ordre de grandeur de Qout. Pour un ruban métal-métal, les
pertes par émission correspondent aux pertes des facettes, qui sont de
1.6 cm −1 pour un ruban de 2 mm de long (la réflectivité des facettes est
supposée être de 72 % en énergie ). Pour des rubans de même surface
que le CP, la puissance crête typique des rubans est de l’ordre d’environ
1 mW par facette. La puissance des PC est légèrement plus importante,
de l’ordre de quelques mW, supposons 5 mW par exemple, c’est à dire
2.5 fois plus importante que pour les rubans. Les pertes par émission des
cristaux photoniques sont alors de l’ordre de 2.5 ∗ 1.6 = 4 cm −1 ce qui
correspond à un facteur de qualité :
Qout ∼ 500 (8.38)
Cette valeur est très approximative, mais reste néanmoins largement supérieure
aux autres parties constituant le facteur de qualité total. Ce ne
sera donc pas le facteur limitant.
D’après les valeurs des composantes du facteur de qualité (eq. 8.36,
8.37 et 8.38), les facteurs limitant le facteur de qualité vont être les pertes
du matériau et les photons s’échappant du bord du CP. Les pertes du
matériau sont difficile à améliorer. Nous chercherons donc à optimiser le
Q, en modifiant la conception du résonateur optique.
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