PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
8.5 . CONCLUSION DES CPS
les dispositifs plus petit. Cela est assez surprenant, mais il est probable,
que puisque la structure est plus grande, la forme du mode se rapproche
plus de la structure infinie, qui comme on l’a vu n’a pas d’émission verticale.
Directivité
Afin de pouvoir quantifier la qualité du champ lointain, nous pouvons
utiliser une figure de mérite récemment utilisée pour les lasers à cascade
infrarouge moyen [146, 147], et souvent utilisée pour les antennes : la
directivité. Elle est définie par la relation suivante :
D = 10 log10 2π Imax/Itot
(8.41)
C’est le rapport de l’intensité maximale (Imax en W/sr) du champ lointain
par l’intensité totale (Itot en W) émise dans un demi espace. Pour
une source dont le rayonnement est isotrope dans un demi espace la directivité
est égale à D = 0 dB. Nous avons mesuré une directivité de
D = 16.5 dB pour le CP optimisé ( contenant 7 périodes depuis le centre),
et D = 19.5 dB pour le dispositif avec le π shift. Pour le CP un peu plus
large ( 9 périodes depuis le centre) avec π shift et optimisation, la directivité
est de D = 20.1 dB. En comparaison, pour un laser cascade THz
utilisant un guide "single plasmon", et en géométrie ruban, la directivité
est de D = 14dB (ce résultat non publié provient de mesures effectuées
par W. Maineult, S. Barbieri et collaborateurs à l’université Paris 7). Dans
l’infrarouge moyen, des lasers à cascade avec un collimateur plasmonique
[147] ont une directivité de 26.9 dB.
8.4.7 Conclusion
Ainsi, nous avons démontré une méthode puissante pour optimiser simultanément
le facteur de qualité des CPs ainsi que la qualité spatiale
du faisceau laser. Cette stratégie est générale, et peut être utile, non pas
seulement pour les lasers à cascade THz, mais aussi pour d’autres régions
du spectre électromagnétique.
8.5 Conclusion des CPs
Dans ce chapitre nous avons vu que les cristaux photoniques permettent
de contrôler le mode optique du laser. Une fois les conditions aux
bords identifiées et contrôlées, nous avons pu décrire en très bon accord
224