PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 3 . LES GUIDES D’ONDE
λ (µm) Au [61] GaAs Nc = 5 · 10 18 GaAs Nc = 2 · 10 18
90.9 217 + 388 i 5.04 + 21.46 i 3.25 + 13.29 i
100 239 + 404 i 5.94 + 23.33 i 3.82 + 14.50 i
111 262 + 411 i 7.08 + 25.48 i 4.54 + 15.88 i
125 289 + 428 i 8.59 + 28.05 i 5.50 + 17.53 i
TAB. 3.2: Indices optiques utilisés pour les calculs de guide d’onde,
l’indice du GaAs dopée a été calculé avec le modèle de Drude (τ =
0.1 ps) (l’indice du GaAs non dopée est n = 3.6). L’indice optique de
l’or est extrait de [61], et celui du GaAs non dopé de [62].
(n = 3.6), couche dopée (n = 3.82 + 14.5 ∗ i, h = 0.7 µm), région active
(n = 3.6, h = 12 µm), et métal parfait (n = i ∗ ∞). La figure 3.5 représente
ce guide d’onde.
(a)
z
région
active
métal
métal
Couche dopée
Substrat GaAs
|Ez| (u.a.)
1
0.8
0.6
0.4
0.2
A.R. GaAs
(b)
0
0 20 40 60 80 100
z (µm)
FIG. 3.5: (a) Schéma d’un ruban laser utilisant un guide plasmonique.
Les trois bandes métalliques servent pour l’injection du courant,
mais seule la bande centrale va confiner le mode optique. (b)
Profil 1D du champ électrique. Le guide consiste ( de la gauche vers
la droite) de métal (parfait) de la région active assimilée à un matériau
d’indice 3.6, puis une couche dopée à 2.10 18 de 0.7 µm d’épaisseur,
et d’un substrat de GaAs.
3.4 Le guide métal - métal
3.4.1 Modes du guide métal métal
Le guide métal - métal constitué d’un métal, d’un diélectrique et d’un
autre métal est le guide de prédilection pour les microondes. Ce guide
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