PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
8.4 . INGÉNIERIE DU CHAMP LOINTAIN ET DU FACTEUR DE QUALITÉ
(a) (b)
FIG. 8.30: (a) Photos du CP optimisé. La période du CP est de 32.4
µm. (b) Détails des différents rayons de chaque trous en code couleur.
En bleu foncé sont représentés les trous les plus petits (de 5.4
µm de rayon) et en rouge les plus grands (r=10.8 µm).
r (µm)
10.8
9.9
9.0
8.1
7.2
6.3
5.4
Pour un CP en réseau carré de sept périodes depuis le centre, l’optimisation
augmente le Q d’un facteur 2 en passant de 63.5 à 126.5.
La figure 8.30 représente le résultat de l’optimisation. Au centre du CP,
les trous sont plus petits, de tailles moyennes dans les coins, et les plus
grands au centre de chaque coté. Le détail des dimensions de chaque
trous est indiqué dans le panneau (b) de la figure 8.30.
Profil de champ du PC graduel : pourquoi le facteur de qualité est
élevé
La figure 8.31 montre le profil du champ pour le CP de référence (panneau
(a)) et le CP graduel (panneau (b)). En particulier la distribution de
la fonction enveloppe du champ électrique reste spatialement délocalisée
(condition nécessaire pour un champ lointain angulairement étroit), mais
la fuite d’énergie du bord du CP est réduite (partie grisée dans fig. 8.31
(c)). Cela explique pourquoi le facteur de qualité est augmenté d’un facteur
2 pour le PC graduel.
Résultats expérimentaux du PC graduel
Le cristal photonique optimisé lase et son spectre d’émission est mono
mode (cf fig. 8.32). La fréquence d’émission est différente de celle du CP
de référence. Nous ne pouvons pas prédire cette fréquence car nous ne
206