Prix de thèse Electronique

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Intérêts du Moyen-IR
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0108 6 4 2
Transmission
 (cm-1)
CO2
H2OH2O
H2OH2O
1.2 - 1.3
8 - 12 3 - 5
2 - 2.4
1.5 - 1.7
 (µm)
1 - 1.1
H2O
4000 4200 4400 4600 4800 5000
1E-25
1E-24
1E-23
1E-22
1E-21
1E-20
1E-19
1E-18
1E-17
1E-16
Intensité (cm-1/molecules.cm-2)
Nombre d'onde (cm-1)
NH3
CH4
CO
CO2
HF
H2O
2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2
Longueur d'onde (µm)
1E-17
1E-18
1E-19
1E-20
1E-21
1E-22
1E-23
1E-24
Fenêtres de transparence de
l’atmosphère
s’affranchir des raies
d’absorption parasites d’H2O
Présence de raies d’absorption de
nombreux polluants : CH4, NH3, HF…
Principale application :
détection/analyse de gaz
Détecteur
Diode laser
Moyen IR

3
Composant idéal mais difficile à réaliser en pompage électrique
Faible seuil
Faisceau circulaire, q< 10°
Cavité monomode longitudinale
Intégration et réalisation de système
compact
Nécessite des procédés technologiques
supplémentaires
EP-VCSELà microcavité
*Electrically-Pumped Vertical Cavity Surface Emitting Laser
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 %)

4
Contexte: Projet Européen NEMIS
*Electrically-Pumped Vertical Cavity Surface Emitting Laser
Intérêts du Moyen IR + VCSELs…
Réalisation de nouvelles sources
lasers pour les systèmes photoniques
(TDLAS,…) = projet NEMIS
Hétérostructures à base de GaSb (matériaux
antimoniures)
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
2,3 µm, 2,7 µm et 3,3 µm
Spécifications du projet :
L’épitaxie des antimoniures arrivée à maturité,
surtout à 2,3 µm.
Procédés technologiques sur GaSb très peu
développés et étudiés.
New Mid-Infrared Sources for Photonics Sensors

5
Travail de thèse
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
9000 10000 11000
0
5
10
15
20
25
30
Champ électrique normalisé E2 (u. a.)
Distance (nm)
Indice optique
~15 µm
« Design » et optimisation de la structure laser
(couches des miroirs de Bragg et de la zone active, intégration
d’une jonction tunnel…)→simulation.
Développement de nouveaux procédés technologiques
associés aux antimoniures (confinement par sous-gravure de la
jonction tunnel, report sur substrat SiC…)→ amélioration des
caractéristiques électro-optiques
Amélioration et optimisation des procédés
technologiques existants (gravure humide, contact
électrique, isolation…).