2D- Photonic Crystals based on Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs) arrays
Photonic crystal surface-emitting lasers Photonic crystal surface-emitting lasers Présentation pour...
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Photonic crystalsurface-emitting lasers
Photonic crystalsurface-emitting lasers
Présentation pour le cours PO-14, juin 2009
Gatien Cosendey
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Plan
Motivations
Lasers à cristaux photoniques à mode de défaut
Le cas des nitrures
Lasers à cristaux photoniques à émission de bord de bande
Les deux types de lasers à cristaux photoniques :
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Motivations
Nécessite de cliver l’échantillon pour caractériser
Emission multimode au-dessus du seuil
1 cm
Seuil laser élevé
Pas de possibilité de matrice 2-dimensionnelle
Forte divergence du faisceau laser, forme elliptique
Lasers rubans
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Motivations
Approche conventionnelle : le VCSEL (vertical cavity surface-emitting laser)
Lasers à émission par la surface
Avantages :
Seuil peu élevé
Caractérisation « on wafer »
Matrices 2D Faible divergence du faisceau, forme circulaire
Problèmes :
Confinement du courant
Pas d’émission sur de largezones
Emission monomode
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Lasers à mode de défaut
Principe : cavité optique formée par un défaut ponctuel dans un cristal photonique
Confinement horizontal à l’aide d’un cristal photonique 2D
Confinement vertical par réflexion interne totale
O. Painter et al., Science, 284, 1999
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Lasers à mode de défaut
Cristal photonique 3D « tas de bois »
S. Ogawa et al., Science, 305, 2004
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Lasers à émission de bord de bande
M. Imada et al., APL, 75, 1999
Vitesse de groupe réduite à une valeur prochede zéro dans certaines directions de haute symétrie,la rétroaction résultante produit des oscillations lasers
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Lasers à émission de bord de bande
M. Meier et al., APL, 74, 1999
Milieu actif : composé organique Pas de cavité!Augmentation de la densité d’état aux bords de bandephotoniques (points de haute symétrie).
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Lasers à émission de bord de bande
Le mode laser dépend du paramètre de maille du réseau.
H. Y. Ryu et al., APL, 80, 2002
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Lasers à émission de bord de bande
Laser à émission de bord de bande opérant en continu à température ambiante
D. Ohnishi et al., Opt. Express, 12, 2004
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Résumé intermédiaire
Lasers à mode de défaut :
Zone d’émission réduite à la cavité (au défaut)
Injection électrique?...
Lasers à émission de bord de bande :
La zone d’émission n’est pas limitée, mais taille minimaledonnée par le contraste d’indice au sein du cristal photoniquepour garantir une rétroaction suffisante
Injection électrique possible
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Le cas des nitrures
Lasers à émission de bord de bande
T. C. Lu et al., APL, 92, 2008
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Le cas des nitrures Laser injecté électriquement
H. Matsubara et al., Science, 319, 2008
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Conclusion
Deux types de lasers à cristaux photoniques : à mode de défaut à émission de bord de bande
Emission de bord de bande : pas limité par une cavité, taille minimalenécessaire pour avoir une rétroaction mais possibilité d’émission surune large zone.
Permet de plus injection électrique
Cas des nitrures : laser à cristaux photoniques pompé électriquementréalisé avant VCSEL!
Mode de défaut : principe d’une cavité optique