Diodes laser pour les télécommunications optiques

1 - Diodes laser

• 1.1 - Contexte économique et technologique
• 1.2 - Principe de fonctionnement
  Figure 1 - Diode laser à boîtes quantiques de InAs/GaAs Figure 2 - Diagramme de la bande de conduction d’une diode laser à semi-conducteur polarisée en direct avec un substrat de GaAs et des couches barrières de AlGaAs
• 1.3 - Principales caractéristiques
  Figure 3 - Caractéristiques gain-densité de courant (G-J ) d’une diode laser

2 - Boîtes quantiques autoassemblées

• 2.1 - Effet du confinement électronique sur la densité d’états
  Figure 4 - Densités d’états
• 2.2 - Avantages d’une densité d’états discrète
  Figure 5 - Modes de croissance en hétéroépitaxie
• 2.3 - Caractéristiques des boîtes quantiques de InAs
  Figure 6 - Réacteur de MOCVD à flux horizontal (fabricant : Nippon Sanso) utilisé au laboratoire Arakawa pour la croissance de boîtes quantiques de InAs : chambre de réaction Figure 7 - Images AFM de boîtes quantiques de InAs épitaxiées sur substrat de GaAs par MOCVD Figure 8 - Diagramme de bandes d’une boîte quantique de InAs dans une matrice de GaAs Figure 9 - Spectre de photoluminescence d’une couche de boîtes quantiques de InAs/GaAs recouverte d’une couche de GaAs, mesuré à température ambiante

3 - Lasers à boîtes quantiques de InAs/GaAs émettant à 1 300 nm

• 3.1 - Émission laser depuis l’état excité
  Figure 10 - Dépendance de la densité de courant de seuil Jth (normalisée par rapport à J0) et de la longueur d’onde d’émission laser en fonction du gain de seuil Gth (normalisé par rapport à Gsat, EF) Figure 11 - Densité d’états d’un réseau de boîtes quantiques autoassemblées (d’après )
• 3.2 - Effet de l’augmentation de la densité des boîtes quantiques
  Figure 12 - Spectres d’électroluminescence (intensités normalisées) mesurés à différents courants d’injection de couches de boîtes quantiques de InAs/GaAs insérées dans une jonction p-n (LED : light emitting diode) et présentant différentes densités

4 - Conclusion