Lettre du LAAS

Publication trimestrielle du Laboratoire
d'analyse et d'architecture des systèmes du CNRS

Le moyen infrarouge (MIR), c'est-à-dire la gamme 2 - 5 µm du spectre électromagnétique, présente à la fois des zones de transparence de l'atmosphère et des raies d'absorption très intenses des gaz polluants. Le MIR est donc idéal pour développer des applications telles que l'analyse des gaz (contrôle de pollution, suivi de procédés industriels, études physiques), mais également pour des applications médicales (chirurgie, aide au diagnostic) ou de sécurité-défense (contre-mesures, détection de substances toxiques ou explosives,..). Le but de la thèse est de développer une méthode de confinement latéral, et  un miroir à base d'un réseau de diffraction sub-longueur d'onde à fort contraste d'indice, afin de les intégrer dans un laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) à base d'antimoniure, pour une émission dans le MIR. Le travail se décompose en trois parties : La première partie concerne l'oxydation thermique humide latérale des couches d'AlAs et d'AlAsSb pour réaliser dans la structure VCSEL, soit un confinement latéral, soit une couche bas indice mise à profit pour le miroir à réseau. Dans cette partie nous avons étudié deux approches, l'oxydation des couches d'AlAsSb accordées en maille sur GaSb, et l'oxydation des couches AlGaAs désaccordées en maille sur GaSb. La deuxième partie concerne les miroirs à réseau sub-longueur d'onde, conçus et réalisés à base de réseaux gravés dans une couche de GaAs, et intégrant une sous couche bas indice d'AlOx, obtenu à partir de l'oxydation de l'AlAs. Pour cette partie nous avons réalisé deux miroirs, un miroir en GaAs, et un deuxième miroir en GaAs-AlOx. La dernière partie synthétise ces deux précédentes études afin de les intégrer dans un VCSEL émettant aux alentours de 2.3µm. Je présenterai en détail toutes les étapes technologiques pour la fabrication de ces composants, ainsi que leurs caractérisations électriques et optiques.