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Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes
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685documents trouvés

18412
14/12/2018

Bismuth content dependence of the electron spin relaxation time in GaAsBi epilayers and quantum well structures

S.AZAIZIA, A.BALOCCHI, S.MAZZUCATO, F.CADIZ, S.BEATO DE LE SALLE, H.LEHEC, D.LAGARDE, A.ARNOULT, C.FONTAINE, H.CARRERE, X.MARIE, T.AMAND

LPCNO, TEAM, PHOTO

Revue Scientifique : Semiconductor Science and Technology, Vol.33, N°11, Décembre 2018 , N° 18412

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01944345

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Abstract

Time-resolved optical orientation experiments have been performed in dilute bismide structures. Bulk layers with bismuth fractions in the range 1%–3.8% and quantum wells with bismuth fractions in the range 2.4%–7% were investigated. A clear decrease of the electron spin relaxation time is evidenced in both cases when the bismuth content increases. These results can be well interpreted by the increased efficiency of the spin relaxation mechanisms due to the bismuth induced larger spin-orbit interaction in these alloys.

145602
18418
11/12/2018

Highly-resonant two-polarization transmission guided-mode resonance filter

L.MACE, O.GAUTHIER-LAFAYE, A.MONMAYRANT, S.CALVEZ, H.CAMON, H.LEPLAN

PHOTO, Safran Reosc

Revue Scientifique : AIP Advances, Vol.8, N°11, 115228p., Décembre 2018 , N° 18418

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01942206

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Abstract

We theoretically demonstrate a mid-infrared polarization-independent guided-mode-resonance transmission filter. We designed a structure based on a deeply-etched 2D grating above a thin slab of the same material respectively supporting transverse magnetic and transverse electric fundamental modes with identical effective index, which propagate along orthogonal directions. This device relates to multi-resonant guided-mode-resonance filters, and more particularly to the concept of zero-contrast gratings (ZCG), which can operate either as wideband reflectors [R. Magnusson, Optics Letters 39, 4337 (2014)] or bandpass filters [M. Niraula, J. W. Yoon, and R. Magnusson, Optics Letters 40, 5062 (2015)]. However, contrary to the latter, this new generation of filters is not bound by stringent material requirements inherent to conventional ZCGs. In particular, ZCGs are demonstrated with high to low refractive index ratio below 2, using germanium as high-index material over a low-index zinc sulfide substrate. These filters exhibit a transmission peak with a full-width at half-maximum of about 30 pm, and a maximum transmission close to 100 % lying in a 46-nm-wide rejection window.

145552
18390
07/12/2018

A Nanosatellite Optoelectronic Payload Dedicated to Radiation-Induced Degradation Measurement in Erbium-Doped Fiber

A.FERNANDEZ , O.LLOPIS, C.VIALLON, N.NOLHIER, J.N.PERIE, M.COMPIN

MOST, ESE, ISAE

Manifestation avec acte : European CubeSat Symposium 2018 du 05 décembre au 07 décembre 2018, Toulouse (France), Décembre 2018, 2p. , N° 18390

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01925595

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Abstract

Radio over optical fiber (RoF) technologies appears as good candidates to address flexible payload requirements of the next generation of telecommunication satellites operating in Ku and Ka bands. In this context we have started the assembly of a 3U nanosatellite dedicated to the qualification of several erbium-doped fibers by using an optoelectronic metrology technique. The objective is hence to quantify the gain and noise figure degradation of the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) due to cosmic ray exposure during a two years mission at a low earth orbit (LEO). This educational project is called NIMPH for "Nanosatellite to Investigate Microwave Photonics Hardware". It started in 2013 and involves students from the University of Toulouse with the support of Thales Alenia Space and CNES, the French national space agency.

145301
18389
26/11/2018

Anisotropic lateral oxidation of Al-III-V semiconductors: inverse problem and circular aperture fabrication

S.CALVEZ, A.ARNOULT, A.MONMAYRANT, H.CAMON, G.ALMUNEAU

PHOTO, TEAM

Revue Scientifique : Semiconductor Science and Technology, Novembre 2018, DOI : 10.1088/1361-6641/aaf2f1 , N° 18389

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01933226

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Abstract

The lateral wet oxidation of aluminum-containing III-V-semiconductors is a technological process which converts a buried (thin) cristalline material into an amorphous insulator and, as such, tends to exhibit an anisotropic behavior. As a result, the shape of the interface between the semiconductor and the insulator, often referred as the oxide aperture, differs from the etched mesa contour from which the oxidation proceeds. This, in turn, complicates the design of the devices relying on this process especially when specific oxide patterns are needed.
 In this paper, we introduce a method based on a morphological dilatation to determine the shape of the mesas which will lead to a specific targetted contour upon an anisotropic oxidation over a modest extent. The approach is experimentally validated by demonstrating the fabrication of circular oxide apertures which are inherently difficult to make because of their high degree of symmetry but which also turn out to be of critical importance in obtaining efficient single-mode vertical-cavity surface-emittting lasers

145299
18375
23/11/2018

Acoustic flat lensing using an indefinite medium

M.DUBOIS, J.PERCHOUX, A.VANEL, C.TRONCHE, Y.ACHAOUI, G.DUPONT, K.BERTLING, A.D.RAKIC, T.ANTONAKAKIS, S.ENOCH, R.ABDEDDAIM, R.V.CRASTER, S.GUENNEAU

Fresnel, OSE, Imperial College, I2C, FEMTO-ST, IRPHE, QUT, Multiwave Technologie

Rapport LAAS N°18375, Novembre 2018, 5p.

Lien : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01917261

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Abstract

Acoustic flat lensing is achieved here by tuning a phononic array to have indefinite medium behaviour in a narrow frequency spectral region along the acoustic branch in the irreducible Brillouin zone (IBZ). This is confirmed by the occurrence of a flat band along an unusual path in the IBZ and by interpreting the intersection point of isofrequency contours on the corresponding isofrequency surface; coherent directive beams are formed whose reflection from the array surfaces create lensing. Theoretical predictions using a mass-spring lattice approximation of the phononic crystal (PC) are corroborated by time-domain experiments, airborne acoustic waves generated by a source with a frequency centered about 10.6 kHz, placed at three different distances from one side of a finite PC slab, constructed from polymeric spheres, yield distinctive focal spots on the other side. These experiments evaluate the pressure field using optical feedback interferometry and demonstrate precise control of the three-dimensional wave trajectory through a sonic crystal.

145253
18413
31/10/2018

Contactless Conductivity Measurement for ITO Nanolayers on AsGa Substrats Over a Wide Frequency Range

F.LOETE, H.MAKHLOUFI, Y.LE BIHAN, D.MENCARAGLIA

Geeps, PHOTO

Affiche/Poster : IEEE SENSORS 2018 du 28 octobre au 31 octobre 2018, New Delhi (Inde), Octobre 2018 , N° 18413

Lien : https://hal-centralesupelec.archives-ouvertes.fr/hal-01944583

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145493
18415
25/10/2018

Chromatic Dispersion measurement of short optical fibers by sinusoidal phase modulation of a monochromatic light

A.LY, G.BAILLY, A.FERNANDEZ , O.LLOPIS

MOST, I2C

Manifestation avec acte : International Topical Meeting on Microwave Photonics ( MWP ) 2018 du 22 octobre au 25 octobre 2018, Toulouse (France), Octobre 2018, 4p. , N° 18415

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01925596

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Abstract

We report a simple method to measure the chromatic dispersion of short length optical fibers using phase modulation of a continuous-wave light. The results obtained were exploited to design a coupled optoelectronic oscillator with optimization of its intracavity dispersion.

145543
18392
24/10/2018

Nouveaux concepts de nano-filtres infrarouges à l’échelle du pixel

L.MACE

PHOTO

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 24 Octobre 2018, 269p., Président: P.LALANNE, Rapporteurs: R.HAIDAR, F.DE FORNEL, Examinateurs: A.L.FEHREMBACH, N.PERE-LAPERNE, Directeurs de thèse: O.GAUTHIER LAFAYE, A.MONMAYRANT , N° 18392

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Abstract

In the near-infrared (NIR) and mid-infrared (MIR) spectral domains (3-10µm), requirements and needs evolve toward more complex optical functions and highly-integrated systems. This is especially relevant in the context of space and aeronautics applications for earth observation, where the aim is to increase the number of acquired spectral bands while simultaneously reducing the device footprint. These requirements translate into a pixelization of the filters so that they can be integrated into a mosaic which also performs the spatial filtering and different spectral functions. As of today, conventional thin films filter technologies haven’t been shown to achieve this goal. As a result, different filtering concepts originating from the field of photonics which could overcome these limitations must be investigated. “Zero-contrast gratings” (ZCG) are a kind of guided-mode resonance filters that have proved to implement efficient tunable transmission filters in the MIR, while having a very simple structure. Nevertheless, their narrow transmission linewidth and weak angular acceptance hinder their applicability for pixelated applications in the MIR. We present in this work several structures based on the ZCG concept. On the one hand, we have introduced doubly-corrugated 1D filters with bandwidths ranging from 1 to 200nm, allowing for 100µm pixel sizes and tunable over a domain of 200nm. On the other hand, we have shown a novel filtering concept, which we called “TE/TM ZCG”. This new generation of ZCG is not bound by stringent material requirements inherent to conventionnal ZCGs. Their fabricability have been demonstrated through cleanroom operations. A first doubly-corrugated 1D filter has been fabricated and characterized optically.

Résumé

Dans le domaine du proche infrarouge et du moyen infrarouge (3-10µm), les besoins évoluent vers une plus grande complexité des fonctions optiques et un niveau d’intégration plus élevé des systèmes. Ceci est particulièrement vrai dans un contexte spatial ou aéronautique visant à l’observation de la terre, où l’on cherche simultanément à accroître le nombre de bandes spectrales acquises et à miniaturiser les systèmes d’observation. Cela se traduit notamment par une pixellisation des filtres afin que ceux-ci soient intégrés dans une matrice réalisant plusieurs fonctions optiques. Or, les méthodes traditionnelles de fabrication de filtres optiques utilisant des empilements de couches minces n’ont pas démontré leur capacité à répondre au besoin de pixellisation dans l’infrarouge. C’est pourquoi il est nécessaire d’étudier de nouveaux concepts de filtrages issus du domaine de la photonique permettant de s’affranchir de ces limitation! s. Les « zero-contrast gratings » (ZCG), qui constituent une sous-catégorie des réseaux résonnants, ont démontré leur capacité à réaliser des filtres en transmission accordables de grande efficacité dans le proche-infrarouge, tout en ayant une structure très simple. Néanmoins, leur faible bande passante et leur tolérance angulaire réduite en limitent la pertinence pour des applications pixellisées dans le moyen-infrarouge. Nous présentons dans cette thèse diverses structures basées sur ce même concept de ZCG. D’une part nous introduisons des filtres 1D doublement corrugués de bande passante variant entre 1 et 200nm, dont les tailles de pixels accessibles sont de l’ordre de 100µm, accordables sur une bande de 200nm. D’autre part, nous avons développé un nouveau concept de filtre, dit « ZCG TE/TM » dont le fonctionnement permet de dépasser une limitation très restrictive des ZCGs conventionnels pour le choix d! es matériaux. La fabricabilité de ces dispositifs a été démontrée lors d’opérations technologiques menées en salle blanche. Un premier démonstrateur de filtre 1D doublement corrugué été caractérisé optiquement.

Mots-Clés / Keywords
Photonique; Réseaux sub-longueur d'onde; Filtrage spectral; Infrarouge; Nanotechnologies; Photonics; Spectral filter; Infrared; Nanotechnology;

145333
18337
18/10/2018

Contribution aux analyses de fiabilité des transistors HEMTs GaN ; exploitation conjointe du modèle physique TCAD et des stress dynamiques HF pour l'analyse des mécanismes de dégradation.

D.SAUGNON

MOST

Doctorat : Université de Toulouse III - Paul Sabatier, 18 Octobre 2018, 194p., Président: , Rapporteurs: O.LATRY, D.PLANSON, Examinateurs: C.AUPETIT-BERTHELEMOT, Y.CORDIER, A.SOLTANI, Directeurs de thèse: J.G.TARTARIN, F.BOONE, H.MAHER , N° 18337

Lien : https://hal.laas.fr/tel-01922315

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Résumé

Dans la course aux développements des technologies, une révolution a été induite par l’apparition des technologies Nitrures depuis deux décennies. Ces technologies à grande bande interdite proposent en effet une combinaison unique tendant à améliorer les performances en puissance, en intégration et en bilan énergétique pour des applications hautes fréquences (bande L à bande Ka en production industrielle). Ces technologies mobilisent fortement les milieux académiques et industriels afin de proposer des améliorations notamment sur les aspects de fiabilité. Les larges efforts consentis par des consortiums industriels et académiques ont permis de mieux identifier, comprendre et maîtriser certains aspects majeurs limitant la fiabilité des composants, et ainsi favoriser la qualification de certaines filières. Cependant, la corrélation et l’analyse physique fine des mécanismes de dégradation suscite encore de nombreux questionnements, et il est indispensable de renforcer ces études par une approche d’analyse multi-outils. Nous proposons dans ce travail de thèse une stratégie d’analyse selon deux aspects majeurs. Le premier concerne la mise en oeuvre d’un banc de stress qui autorise le suivi de nombreux marqueurs électriques statiques et dynamiques, sans modifier les conditions de connectiques des dispositifs sous test. Le second consiste à mettre en oeuvre un modèle physique TCAD le plus représentatif de la technologie étudiée afin de calibrer le composant à différentes périodes du stress. Le premier chapitre est consacré à la présentation des principaux tests de fiabilité des HEMTs GaN, et des défauts électriques et/ou structuraux recensés dans la littérature ; il y est ainsi fait état de techniques dites non-invasives (c.-à-d. respectant l’intégrité fonctionnelle du composant sous test), et de techniques destructives (c.-à-d. n’autorisant pas de reprise de mesure). Le second chapitre présente le banc de stress à haute fréquence et thermique développé pour les besoins de cette étude ; l’adjonction d’un analyseur de réseau vectoriel commutant sur les quatre voies de tests permet de disposer de données dynamiques fréquentielles, afin d’interpréter les variations du modèle électrique petit-signal des modules sous test à différentes périodes du stress. Des résultats de vieillissement de composants HEMTs GaN à 4,2GHz, réalisés à température ambiante et pour différents points de compression de la puissance de sortie, sont interprétés, conduisant à des observations originales quant au mécanisme de dégradation identifié. Le troisième chapitre porte sur la simulation physique TCAD de transistor HEMT GaN ; ce modèle est calibré sur une filière industrielle (sur laquelle nous disposons de nombreuses données), mais peut-être adapté selon les aménagements technologiques d’autres filières. Notre modèle a été aménagé afin de rendre compte au premier ordre de l’impact des charges fixes (selon leur localisation) sur les instabilités des tensions de seuil et de la densité de porteurs dans le canal, observées après contraintes HTOL. Ce modèle permet de distinguer des effets propres au canal de ceux induits par la commande de grille. Dans le dernier chapitre, nous exploitons la technologie GaN développée à l’Université de Sherbrooke pour concevoir un prototype d’amplificateur mono-étage MMIC et hybride à 4,2GHz.

Mots-Clés / Keywords
Nitrure de Gallium; HEMTs; Amplificateurs hybride; Amplificateurs MMIC; Fiabilité; Stress à haute fréquence;

144972
18357
01/10/2018

Mid-infrared cavity resonator integrated grating filters

S.AUGÉ, S.GLUCHKO, A.L.FEHREMBACH, E.POPOV, T.ANTONI, S.PELLOQUIN, A.ARNOULT, A.MONMAYRANT, O.GAUTHIER-LAFAYE

PHOTO, EM2C, Fresnel, TEAM

Revue Scientifique : Optics Express, Vol.26, N°21, pp.27014-27020, Octobre 2018 , N° 18357

Lien : https://hal.laas.fr/hal-01917371

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Abstract

Cavity Resonator Grating Filters (CRIGFs) working in the Mid-Infrared are reported, with narrow-band resonant reflectivity peaks around 2200 cm−1 (4.6 µm). They are fabricated in the GaAs/AlGaAs material system that can potentially cover the whole [1-12] µm spectral range. TE-polarized peak reflectivity is 30% with a 4 cm−1 full width at half maximum.

145114
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