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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes

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748documents trouvés

17014
01/04/2017

Single lithography-step self-aligned fabrication process for Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers

L.MARIGO-LOMBART, A.ARNOULT, L.MAZENQ, P.DUBREUIL, B.REIG, N.MAURAN, H.THIENPONT, K.PANAJOTOV, G.ALMUNEAU

PHOTO, TEAM, I2C, Bruxelles

Revue Scientifique : Materials Science in Semiconductor Processing, Vol.61, pp.35-38, Avril 2017 , N° 17014

Non disponible

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Abstract

We demonstrate a self-aligned process to fabricate Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSEL) which combines, within a single lithographic step the mesa etch, the surface passivation, the opening of the emission window and the top annular metallization. This process flow, based on a double photoresist layer enabling two lift-off steps, offers great advantages such as easy and fast implementation while insuring a perfect alignment between the emitting window, the passivation layer aperture and the metal-ring contact. VCSEL fabrication is drastically simplified and its repeatability improved. Finally, this process can be advantageously applied to other photonic devices such waveguide-ridge lasers, modulators, LED, etc.

138793
17030
24/03/2017

Electrically pumped All photonic crystal 2nd order DFB lasers arrays emitting at 2.3 µm

B.ADELIN, O.GAUTHIER-LAFAYE, P.DUBREUIL, A.LECESTRE, Y.ROUILLARD, M.BAHRIZ, G.BOISSIER, A.VICET, A.MONMAYRANT

PHOTO, TEAM, IES

Revue Scientifique : APL photonics, Vol.2, N°3, 036105p., Mars 2017 , N° 17030

Diffusable

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Abstract

Single-mode, widely tunable laser diodes in the mid-infrared range are highly interesting for demanding spectroscopic applications involving multi-species discrimination. We report on an alternative approach using single frequency laser arrays. Single-mode laser arrays were fabricated using all-photonic-crystal electrically pumped distributed feedback cavities on GaSb. The fabricated lasers exhibit thresholds in the 3.2 kA/cm2 range in a continuous wave regime at room temperature. The maximum output power reaches 1 mW and single mode operation with a side-mode suppression ratio of 30 dB is demonstrated. These lasers were used to perform tunable diode laser absorption spectroscopy of several gases in standard gas cells. Continuous spectral coverage of a 40 nm band using 10 lasers seems an achievable goal using laser arrays with PhC lattice constant variations of 1 nm from laser to laser.

139352
17016
18/01/2017

Research studies on AlGaAs selective oxidation process and applications to photonic devices

G.ALMUNEAU, S.CALVEZ, G.LAFLEUR, C.FONTAINE, F.CHOUCHANE, H.CAMON, O.GAUTHIER-LAFAYE

PHOTO

Conférence invitée : VCSELs Advanced Technology abd Application Seminar ( ) 2017 du 18 janvier au 18 janvier 2017, Hsinchu (Taiwan), Janvier 2017 , N° 17016

Non disponible

138853
16481
06/12/2016

Nouveaux concepts de filtres spectraux ultra-sélectifs pour spectroscopie embarquée

K.SHARSHAVINA

PHOTO

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 6 Décembre 2016, 174p., Président: V.PAILLARD, Rapporteurs: Y.JOURLIN, F.BAIDA, Examinateurs: A.TALNEAU, Directeurs de thèse: P.ARGUEL, A.L.FEHREMBACH , N° 16481

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01451002

Diffusable

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Abstract

Guided Mode Resonance Filters ( GMRF ) are a new generation of narrowband optical filters and are a very promising alternative to conventional multilayer Fabry-Perot filters. The resonance peak of GMRF can be spectrally extremely thin and with a centering wavelength tunable according to the angle of incidence of the light. These properties are particularly important for spectroscopy. Previous works have helped to implement an original structure with two 1D crossed gratings. The performance of this filter overpasses those of conventional filters in their spectral subnanometric response, tunability and their ability to overcome the influence of the polarization of the incident wave under oblique incidence. The aim of this work is to explore the final performances of such devices in terms of resolution and rejection rate, thanks to an approach combining theory, fabrication technology and characterization. We present experimental results of a polarization independent reflective filter, tunable over 40 nm with a tunability of 8.3 nm/, having a reflection of 10−3 on a 90 nm range outside the resonance and a quality factor over 5000.

Résumé

Les filtres spectraux à réseaux résonants, ou GMRF (Guided-Mode Resonance Filters), sont une nouvelle génération de filtres à bande étroite et constituent une alternative très prometteuse aux filtres conventionnels multicouches Fabry-Pérot. Le pic de résonance d’un GMRF peut être très fin spectralement et de longueur d’onde de centrage accordable en fonction de l’angle d’incidence. Ces propriétés sont particulièrement importantes pour la spectroscopie. Les travaux antérieurs ont permis de mettre en oeuvre une structure originale comportant deux réseaux 1D croisés. Les performances de ce filtre surpassent celles des filtres conventionnels par leur réponse spectrale subnanométrique, leur accordabilité, et leur capacité à s’affranchir de l’influence de la polarisation de l’onde incidente sous incidence oblique. Le but de ce travail est d’explorer les performances ultimes de ce type de dispositif en termes de résolution et taux de réjection, par une approche mêlant théorie, technologie et caractérisation. Nous présentons des résultats expérimentaux d’un filtre en réflexion indépendant de la polarisation, accordable sur 40 nm avec 8,3 nm/ d’accordabilité, ayant une réflexion de 10−3 sur une plage de 90 nm en dehors de la résonance et un facteur de qualité supérieur à 5000.

Mots-Clés / Keywords
Filtre optique; Filtre spectral; Bande-étroite; Réseau résonnant; Indépendance à la polarisation; Accordabilité spectrale; Résonance de mode guidée; Sub-longueur d’onde; Nanophotonique; Nanoimprint; Spectroscopie embarquée; Spectroscopie infrarouge; Caractérisation spectrale; Optical filters; Spectral filter; Narrow band; Resonant grating; Polarization independence; Tunability; Guided-mode resonance; Subwavelength; Nanophotonics; Embedded spectroscopy; Infrared spectroscopy; Spectral characterization;

138593
16475
05/12/2016

Nouvelles architectures de composants photoniques par l'ingénierie du confinement électrique et optique

G.LAFLEUR

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Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 5 Décembre 2016, 150p., Président: A.MLAYAH, Rapporteurs: B.PANICAUD, S.BARBAY, Examinateurs: J.JACQUET, Directeurs de thèse: S.CALVEZ, G.ALMUNEAU , N° 16475

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01449561

Diffusable

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Abstract

Optical and electrical confinement using Al(Ga)As layer oxidation is a key milestone in the fabrication of active and passive GaAs-based photonic components. To optimize those devices, through the control of the optical and electrical confinements, a better modelling of oxidation process and a better understanding of optical properties of aluminum oxide (AlOx) is required. One part of this work is focusing on a throughout experimental study of AlGaAs oxidation kinetics, where I studied different important parameters such as wafer temperature, gallium composition, atmospheric pressure and mesa geometry. Then, I developed a new predictive model taking into account the process anisotropy, thus allowing a better temporal and spatial of AlAs oxidation front evolution. Finally, I could exploit this technological process to realize whispering gallery mode microdisks as well as slot optical waveguides, and I have characterized this latter photonic devices.

Résumé

Le confinement électrique et optique par oxydation des couches minces d’AlGaAs est une étape essentielle dans la réalisation des composants photoniques actifs et passifs dans la filière de matériaux GaAs. La recherche de performances ultimes sur ces composants nécessite une meilleure maîtrise du procédé d’oxydation ainsi qu’une meilleure connaissance des propriétés optiques de l’oxyde d’aluminium (AlOx). Dans cette perspective, j’ai d’abord réalisé une étude expérimentale de la vitesse d’oxydation des couches d’AlGaAs en fonction de la température du substrat, de la composition en gallium des couches étudiées, de la pression atmosphérique et de la géométrie des mesas considérés. Puis, j’ai établi un modèle anisotrope permettant une meilleure résolution spatiale et temporelle de la forme du front d’oxydation de l’AlAs. Enfin, j’ai exploité ce procédé pour réaliser des composants d’optique guidée notamment des micro-résonateurs puis réalisé des guides optiques à fente et caractérisé leurs performances optiques.

Mots-Clés / Keywords
Semi-conducteurs III-V; Confinement optique; Oxydation humide d’AlGaAs; Micro-résonateurs à mode de galerie; Guide optique à fente; III-V semi-conductors; Wet oxidation of aluminum arsenide; Optical confinement; Whispering gallery mode microdisks; Slot waveguides;

138553
16369
05/11/2016

From guided-mode resonance filters to CRIGF and their application to external cavity laser diodes

O.GAUTHIER-LAFAYE, S.AUGÉ, S.PELLOQUIN, A.MONMAYRANT, S.CALVEZ, E.DARAN, J.B.DOUCET, A.L.FEHREMBACH, E.POPOV, A.SENTENAC

PHOTO, TEAM, Fresnel

Conférence invitée : IEEE PS Kansai and KIT Symposium on Photoics ( ) 2016 du 05 novembre au 05 novembre 2016, Kyoto (Japon), Novembre 2016, 1p. , N° 16369

Diffusable

137997
16331
24/10/2016

Rapport final. Projet CNES n° 130251/00. Diodes laser en cavité externe simplifiée

O.GAUTHIER-LAFAYE, A.MONMAYRANT, S.AUGÉ, S.PELLOQUIN

PHOTO

Rapport de Contrat : Projet CNES n° 130251/00, Octobre 2016 , N° 16331

Non diffusable

137759
16329
13/10/2016

Etude des propriétés spectrales et spatiales de réflecteurs et coupleurs résonants

R.LABERDESQUE

PHOTO

Doctorat : INSA de Toulouse, 13 Octobre 2016, 209p., Président: D.DRAGOMIRESCU, Rapporteurs: E.CENTENO, Y.JOURLIN, Examinateurs: A.BOUCHIER, P.FERON, T.GACOIN, Directeurs de thèse: H.CAMON, A.MONMAYRANT , N° 16329

Non diffusable

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Abstract

The study is focused on the spectral and spatial properties of resonant grating structures. Resonant gratings in cavity are identified as structures allowing the fabrication of small-area and efficient reflectors and couplers. A model based on coupled mode theory has been developped, enabling fast modeling and design of this kind of structures. Thanks to this model we improved our understanding of the spectral and spatial properties of resonant gratings in cavity. In particular, we have established the relationship between the structure’s geometry and the spectral and spatial properties of the modes which efficiently interact with the structures when used as reflectors or as couplers. The design of coupling structures with high-quality factor and controlled spatial profiles on cm-sized surfaces has been studied. Two axis of research are presented : structures composed of several cavities and structures composed by one large cavity. The later ones allow a better control of the spatial properties both in intensity and phase. We demonstrate that these structures have a high potential for holography. Design of such structures with low contrast index is also considered, particularly the design and fabrication of polymer-based waveguiding structures.

Résumé

L’étude porte sur les propriétés spectrales et spatiales de structures à réseaux résonants. Les réseaux résonants en cavité sont identifiés comme des structures permettant la réalisation de réflecteurs et de coupleurs efficaces sur de petites dimensions. Un modèle basé sur la théorie des modes couplés a été développé permettant la modélisation et la conception rapide de ce type de structures. La modélisation a contribué à la compréhension des propriétés spectrales et spatiales de réseaux résonants en cavité. Elle permet notamment de faire le lien entre les propriétés spectrales et spatiales des modes pouvant interagir efficacement avec les structures utilisées comme réflecteurs ou coupleurs. La conception de structures couplantes à fort facteur de qualité et aux profils spatiaux contrôlés sur des surfaces de l’ordre du cm a été étudiée. Deux axes de recherches sont présentés : des structures composées de plusieurs cavités et des structures possédant une seule grande cavité. Ce dernier axe permet une plus grande maîtrise des propriétés spatiales en intensité et en phase. Il est démontré que ces structures ont un fort potentiel en holographie. La conception de telles structures avec des matériaux de bas indice est également abordée, en particulier la conception et la réalisation de guides d’onde en polymères qui sont la base de ces structures. Les dimensionnements déterminés par la modélisation sont compatibles avec des matériaux présentant de faibles sauts d’indice.

Mots-Clés / Keywords
Optique; Réseaux résonants; Coupleur; Réflecteur; Infrarouge; Modes couplés; Optic; Resonant gratings; Coupler; Infrared; Coupled modes;

137755
16418
09/10/2016

Type II heterojunction tunnel diodes based on GaAs for multi-junction solar cells: Fabrication, characterization and simulation

K.LOUARN, C.CHANTAL, A.ARNOULT, D.HAPIUK, C.LICITRA, T.TALIERCIO, Y.CLAVEAU, F.OLIVIE, N.CAVASSILAS, F.PIQUEMAL, A.BOUNOUH, G.ALMUNEAU

PHOTO, EXT, TEAM, CEA-LETI, IES, IM2NP, MICA, LNE, CEA LIST

Manifestation avec acte : IEEE Nanotechnology Materials and Devices Conference ( IEEE NMDC ) 2016 du 09 octobre au 12 octobre 2016, Toulouse (France), Octobre 2016, 2p. , N° 16418

Diffusion restreinte

138304
16366
19/09/2016

Nanoimprint lithography as a new tool for cavity-resonator-integrated guided-mode resonance fabrication

S.AUGÉ, S.PELLOQUIN, A.LESTRAS, J.B.DOUCET, E.DARAN, A.MONMAYRANT, O.GAUTHIER-LAFAYE

PHOTO, TEAM

Manifestation avec acte : International Conference on Micro and Nano Engineering ( MNE ) 2016 du 15 septembre au 23 septembre 2016, Vienne (Autriche), Septembre 2016, 1p. , N° 16366

Diffusable

137962
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