PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 4 . ÉTUDE DE LA STRUCTURE "3 PUITS QUANTIQUES"
THz(de l’ordre de 10–20 meV contre 100–200 dans le moyen infrarouge).
En outre la longueur d’une période pour un schéma “3 puits quantiques”
est courte, ce qui favorise l’apparition d’alignement parasite.
Les mesures optiques consistent à mesurer la puissance lumineuse L
émise par le dispositif, toujours en fonction du courant injecté. Elles permettent
tout d’abord de vérifier si la structure lase ou non. Dans le cas du
laser, on observe un seuil bien marqué, sur la courbe il s’observe à 870
A · cm −2 (à 10 K, cf fig. 4.4).
4.3.3 Spectres
Après avoir mesuré les courbes LIV, il est crucial de mesurer le spectres
d’émission. Cela permet de vérifier que la structure lase bien à la fréquence
désirée, en déterminant sa valeur exacte.
Dans le cas d’un laser linéaire (de type ruban par exemple comme
c’est souvent le cas pour les lasers à cascade), les spectres présentent
des pics espacés régulièrement, ce sont les pics Fabry-Perot (cf fig 4.5).
Puissance optique (u.a.)
1
0
2 2.2 2.4 2.6 2.8 3
Fréquence (THz)
Numéro du pic (p)
140
135
130
125
120
115
position des pics Fabry Perot
110
2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
Fréquence (THz)
FIG. 4.5: Gauche : Spectres typiques de la structure à 2.7 THz (la
dimention du dispositif étudié est de 2027 µm par 195 µm). La mesure
a été faite à 10 K, en mode pulsé (20 kHz, 300 ns) et avec le
DTGS FAR IR comme détecteur. La résolution du spectromètre est
de 0.125 cm −1 . Droite : Position des pics Fabry-Perot. La courbe
rouge correspond à une régression linéaire qui correspond à un indice
effectif de 3.71.(La longueur de la cavité est de 2.027 mm)
La position des pics est donnée par une condition de phase. Après un
aller-retour dans la cavité, la phase de l’onde électromagnétique doit être
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