PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 3 . LES GUIDES D’ONDE
α w / Γ
( α m + α w ) / Γ
80
70
60
50
40
30
20
10
(a)
Plasmon (couche dopée 0.7 µm)
Plasmon (couche dopée 0.4 µm)
Métal−métal
0
0 50 100 150 200 250 300 350
λ (µm)
80
70
60
50
40
30
20
10
(c)
R=1
n(AR)=3.6
Plasmon (couche dopée 0.7 µm)
Plasmon (couche dopée 0.4 µm)
Métal−métal
0
0 50 100 150 200 250 300 350
λ (µm)
α w / Γ
( α m + α w ) / Γ
80
70
60
50
40
30
20
10
(b)
Plasmon (couche dopée 0.7 µm)
Plasmon (couche dopée 0.4 µm)
Métal−métal
0
0 50 100 150 200 250 300 350
λ (µm)
80
70
60
50
40
30
20
10
(d)
R=1
n(AR)-> Drude
Plasmon (couche dopée 0.7 µm)
Plasmon (couche dopée 0.4 µm)
Métal−métal
n(AR)=3.6 n(AR)-> Drude
0
0 50 100 150 200 250 300 350
λ (µm)
FIG. 3.9: Comparaison du gain nécessaire pour le seuil laser entre
le guide métal métal et le guide plasmonique. Le guide métal métal
est composé d’or, d’une couche dopée ( 5.10 18 cm −3 ; 0.1 µm ;
τdrude = 0.1 ps) , de la région active ( 12 µm), puis de nouveau de
la couche dopée à ( 5.10 18 cm −3 ; 0.1 µm ;τdrude = 0.1 ps), et enfin
d’or. Le guide plasmonique est composé d’or, d’une couche dopée
( 5.10 18 cm −3 ; 0.1 µm ;τdrude = 0.1 ps), de la région active (12
µm), d’une deuxième couche dopée ( 2.10 18 cm −3 ; 0.7 ou 0.4 µm ;
τdrude = 0.1ps) et d’un substrat de GaAs. Dans la figure a) et c), la
région active est supposée comme étant du GaAs pur sans perte,
tandis que pour les courbes b) et d) la région active est supposée
être du GaAs dopée à 2.4 10 15 cm −3 , l’indice calculé avec un temps
de Drude de 1 ps. Pour les figures a) et b), les pertes des miroirs
n’ont pas été considérées. Pour les figures c) et d) les pertes des
miroirs ont été introduites, en utilisant une réflectivité pour le guide
plasmonique R = 0.32 et une longueur du guide de 2 mm. Pour le
guide métal métal la réflectivité des facettes est déduite de la table
3.3.
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