Nouvelles approches technologiques pour la fabrication de Lasers à émission verticale dans le moyen infrarouge

Youness Laaroussi (1)

1 LAAS-PHOTO - Équipe Photonique

Mid-infrared (MIR), that means the range 2-5 microns of the electromagnetic spectrum has both areas of transparency of the atmosphere and intense absorption lines of gaseous pollutants. The MIR is ideal for developing applications such as analysis of pollutant gases, medical applications or security defense. The purpose of the thesis is to develop a method of lateral confinement, and a mirror based on a sub-wavelength grating high index contrast to incorporate them into a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) antimonide based, for transmission in the MIR. The work is divided into three parts: The first part concerns the wet thermal oxidation of AlAs layers side and AlAsSb. The second part concerns the sub-wavelength grating mirror, designed and constructed based in a GaAs layer, and incorporating AlOx as a low index layer, obtained from AlAs. The last part summarizes these two previous studies to integrate them into a VCSEL emitting around 2.3µm.

Le moyen infrarouge (MIR), c'est-à-dire la gamme 2-5 µm du spectre électromagnétique, présente à la fois des zones de transparence de l'atmosphère et des raies d'absorption très intenses des gaz polluants. Le MIR est donc idéal pour développer des applications telles que l'analyse des gaz polluants, les applications médicales ou de sécurité défense. Le but de la thèse est de développer une méthode de confinement latéral, et un miroir à base d'un réseau de diffraction sub-longueur d'onde à fort contraste d'indice, afin de les intégrer dans un laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) à base d'antimoniure, pour une émission dans le MIR. Le travail se décompose en trois parties : La première partie concerne l'oxydation thermique humide latérale des couches d'AlAs et d'AlAsSb. La deuxième partie concerne les miroirs à réseau sub-longueur d'onde, conçus et réalisés à base de réseaux gravés dans une couche de GaAs, et intégrant une sous couche bas indice d'AlOx, obtenue à partir d'AlAs. La dernière partie synthétise ces deux précédentes études afin de les intégrer dans un VCSEL émettant aux alentours de 2.3µm.

Mots clés: Vertical cavity surface emitting lasers; Wet thermal oxidation; Sub-wavelength grating mirror; High index contrast grating

Mots clés: MIR; Laser à cavité verticale émettant par la surface; Oxydation thermique humide latérale; Réseau de diffraction sub-longueur d'onde à forte contraste d'indice

Domaines: Electromagnétisme

Youness Laaroussi. Nouvelles approches technologiques pour la fabrication de Lasers à émission verticale dans le moyen infrarouge. Electromagnétisme. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00781795⟩