PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
2.5 . TRANSPORT TUNNEL
FIG. 2.3: Taux de transition électron électrons. Cette courbe est extraite
de [37].
La figure 2.3 correspond à différentes simulations avec différents types
d’écrantage pour la transition électron électron. Cette figure est extraite de
[37] et correspond à une transition où deux électrons dans la deuxième
sous-bande se désexcitent tous les deux dans la première sous-bande.
Le puits quantique utilisé est supposé infini.
Cette figure montre que le taux de transition lié à une collision électron
électron est de l’ordre de la ps. En outre, plus les niveaux sont proches,
plus ce processus de relaxation est efficace.
2.4.4 Autres diffusions
D’autres mécanismes de diffusion sont possibles dans les structures à
cascade, par exemple la diffusion sur les impuretés ionisées ou sur les défauts
d’interface. Les taux de transition sont approximativement d’un ordre
de grandeur plus faibles que pour la transition électron électron et l’émission
de phonons LO. Néanmoins ces diffusions jouent sûrement un rôle
dans l’élargissement des transitions optiques. Ainsi pour limiter l’effet des
impuretés ionisées, le dopage dans les hétéro-structures à cascade est
généralement introduit le plus loin possible de la région où la transition
optique a lieu, afin de limiter l’élargissement spectrale de la raie optique,
qui selon l’équation 2.34 aurait pour effet de réduire le gain maximal.
2.5 Transport tunnel
Les lasers à cascade quantique sont des lasers pompés électriquement.
Le transport des électrons à travers la structure est un mécanisme
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