Prix de thèse Electronique
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Intérêts du Moyen-IR CO2 1 - 1.1 1.2 - 1.3 1.5 - 1.7 0,6 2 - 2.4 0,4 0,2 3-5 H2O H2O H2O 8 - 12 0,0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 -1 (cm ) Longueur d'onde (µm) Détecteur Diode laser Moyen IR (µm) H2 O -2 Principale application : détection/analyse de gaz H2O 2 -1 Présence de raies d’absorption de nombreux polluants : CH4, NH3, HF… 0,8 4 Intensité (cm /molecules.cm ) Fenêtres de transparence de l’atmosphère s’affranchir des raies d’absorption parasites d’H2O Transmission 108 6 1,0 2,5 1E-16 2,4 2,3 2,2 2,1 2 1E-24 1E-17 1E-23 1E-18 NH3 1E-19 CH4 1E-22 1E-20 CO CO2 1E-21 HF H2O 1E-20 1E-21 1E-22 1E-19 1E-23 1E-18 1E-24 1E-25 4000 4200 4400 4600 4800 1E-17 5000 -1 Nombre d'onde (cm ) 2 EP-VCSEL à microcavité µ-cavité VCSEL* à pompage électrique (Structure monolithique ou hybride) Miroir de Bragg supérieur (99 %) Zone active (e < 1 µm) Miroir de Bragg inférieur (99,9 %) Faible seuil Faisceau circulaire, q < 10° Cavité monomode longitudinale Intégration et réalisation de système compact Nécessite des procédés technologiques supplémentaires Composant idéal mais difficile à réaliser en pompage électrique * Electrically-Pumped Vertical Cavity Surface Emitting Laser 3 Contexte: Projet Européen NEMIS Intérêts du Moyen IR + VCSELs… Spécifications du projet : Hétérostructures à base de GaSb (matériaux antimoniures) Réalisation de nouvelles sources lasers pour les systèmes photoniques (TDLAS,…) = projet NEMIS Adaptées pour la gamme 2,3 µm – 3,3 µm Pompage électrique des structures VCSELs Réalisation de système compact/Intégration Trois longueurs d’onde d’intérêts L’épitaxie des antimoniures arrivée à maturité, surtout à 2,3 µm. 2,3 µm, 2,7 µm et 3,3 µm Procédés technologiques sur GaSb très peu développés et étudiés. New Mid-Infrared Sources for Photonics Sensors * Electrically-Pumped Vertical Cavity Surface Emitting Laser 4 2 30 4,0 25 3,8 20 3,6 15 3,4 10 (couches des miroirs de Bragg et de la zone active, intégration d’une jonction tunnel…) → simulation. 3,2 5 0 9000 « Design » et optimisation de la structure laser Indice optique Champ électrique normalisé E (u. a.) Travail de thèse 3,0 11000 10000 Distance (nm) Amélioration technologiques et optimisation existants (gravure des procédés humide, contact électrique, isolation…). Développement de nouveaux procédés technologiques associés aux antimoniures (confinement par sous-gravure de la jonction tunnel, report sur substrat SiC…) → amélioration des ~ 15 µm caractéristiques électro-optiques 5 Résultats & Valorisation Réalisation de plusieurs composants VCSELs monolithiques (avec JT) : ► @2,31 µm en régime continu jusqu’à 20°C ► @2,52 µm en régime pulsé au-delà de 300 K ► jusqu’à 2,63 µm en régime pulsé au-delà de 300 K (état de l’art) Développement de procédés technologiques originaux dédiés aux antimoniures : ► confinement par sous-gravure sélective de la jonction tunnel ► report de la structure sur un substrat SiC → amélioration des propriétés thermiques Publications/Conférences : ► 8 publications dans des revues internationales (5 en tant que 1er auteur) ► 14 communications dans des conférences internationales avec actes 5 conférences invitées 3 communications orales ► 4 communications dans des conférences, séminaires ou congrès nationaux 6 Merci de votre attention Remerciements : 7
