Figure 5 : Dispositif VCSEL accordable
5. PERSPECTIVES D’EVOLUTION DU COMPOSANT
Un des objectifs pour ce composant est d’augmenter la plage d’accordabilité en utilisant du cristal
liquide pur (phase nématique). Dans cette configuration pour obtenir un effet électrooptique, la
polarisation de l’onde électromagnétique [4] doit être fixée et alignée sur le directeur (l’axe
extraordinaire) du cristal liquide. Des études montrent qu’en utilisant des fils quantiques d’InAs sur
InP (Fig 6), on génère une anisotropie de gain dans le VCSEL, ce qui permet de contrôler la
polarisation [5]. La figure 7 montre le spectre à TA d’un laser à émission par la tranche
comprenant 3 x 6 plans de FQs suivant les orientations de polarisation [1-10] et [110].
L’insert représente la puissance de sortie en fonction de la puissance optique d’excitation
pour les deux orientations de polarisation. L’émission laser est fortement polarisée suivant la
direction des fils quantiques [1-10], avec un coefficient d’extinction supérieur à 25 dB.
La modulation d’indice de la phase nématique dans l’infrarouge est de l’ordre de 1,0n ≅
. Cette
valeur de modulation d’indice est une décade au-dessus de celle obtenue avec le nano-PDLC, ce qui
autorise une accordabilité beaucoup plus importante pour des champs appliqués plus faibles.
1.600 1.605 1.610 1.615 1.620
-100
-80
-60
-40
-20
15 20 25 30 35 40
0
10
20
30
> 25 dB
Optical excitation power (mW)
Intensity in dB (arb. unit)
[1-10]
[110]
(a)
polarizer along [1-10]
polarizer along [110]
Output intensity in dB (arb. unit.)
Wavelength (µm)
(b)
Figure 6 : Image AFM des fils quantiques d’InAs sur
substrat InP(001)
Figure 7 : Spectres d’un laser à FQs suivant les
polarisations [1-10] (a) et [110] (b) pour Pexc=30mW.
Insert : Ps en fct de Pexc suivant les deux polarisations.
CONCLUSIONS
Cette étude est réalisée dans le cadre du projet ANR : Lambda-Access N°06 TCOM 024. La
structure réalisée a permis de mettre en évidence une accordabilité en longueur d’onde de 10 nm qui
peut potentiellement être étendue à une plus large gamme. De plus, la technologie pour réaliser ce
type de composant est compatible avec une fabrication de masse, ce qui permet d’obtenir des
composants bas-coût et compacts.
REFERENCES
[1] M. B. Tayahi et al., “High volume production of single mode VCSEL” Proc. SPIE, vol 6132, 613202, 2006.
[2] S. Matsumoto et al., ,”Tunable Wavelength filter nano-sized droplets of liquid crystal”, IEE Photonic
Technology Letters, Vol.11 (4), pp.442 - 444 (1999)
[3] 17. C. Levallois et al., “Long-wavelength Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser using an electro-optic
index modulator with 10-nm tuning range”, Applied-Physics-Letters; 89(1): pp.11102-1-3, (2006)
[4] C. J. Chang-Hasnain et al., “Polarization characteristics of quantum well vertical cavity surface emitting
lasers”, Electron. Lett., vol 27, pp 163-165, 1991
[5] J. M. Lamy et al., “InAs quantum wires on InP substrate for VCSEL applications”, IPRM 2008, WeA1.6
Zone active ~ 550nm
Passivation Si3N4
5
miroir
ITO
Nano-PDLC cristal
Liquide
InP de
hase
0.7
Substrat de silicium
Circuit de
connexion
miroir
Au
Amplificateurs et Lasers à semi-conducteursLu2.3
32JNOG, Lannion 2008