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Lasers et amplificateurs optiques à semi-conducteurs pour télécommunications optiquesArticle de référence | Réf : NM2050 v1
Auteur(s) : Denis GUIMARD, Yasuhiko ARAKAWA
Date de publication : 10 janv. 2009
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Denis GUIMARD, Associate Professor, the University of Tokyo et Yasuhiko ARAKAWA, Professor, the University of Tokyo.
Dans une première partie, nous présenterons les caractéristiques générales des diodes laser à semi-conducteur. Dans une deuxième partie, nous expliquerons dans quelle mesure la réduction dans les trois dimensions de la région active du laser et la fabrication de boîtes quantiques peuvent s’avérer bénéfiques pour les propriétés des lasers. Le mode de croissance et les principales caractéristiques structurales et optiques des boîtes quantiques autoassemblées InAs/GaAs seront décrites. Dans une troisième partie, nous présenterons le rôle joué par les propriétés de gain du laser sur les caractéristiques d’émission, de courant et de modulation. Dans une quatrième partie, nous présenterons les travaux récents sur la fabrication de lasers à boîtes quantiques par épitaxie en phase vapeur aux organométalliques, qui est le procédé de dépôt préconisé pour une production industrielle.
1.1 Contexte économique et technologique
Lorsqu’un matériau semi-conducteur est structuré à l'échelle du nanomètre, ses propriétés électroniques et optiques sont gouvernées par la mécanique quantique et se trouvent profondément modifiées. Un des domaines qui a bénéficié le plus de la réduction à l’échelle nanométrique de la couche active est celui des diodes laser à semi-conducteur, dispositif clé des télécommunications optiques. La montée en débit et l’augmentation de la capacité font croître l’intérêt pour des solutions optiques. Pour la transmission de données, les fibres optiques offrent plusieurs avantages par rapport aux câbles coaxiaux conventionnels, comme notamment des taux de transmission plus élevés, de plus grandes distances de transmission, et un coût inférieur.
La nature même de la silice impose certaines longueurs d’onde d’émission bien précises pour les diodes laser. La transmission par fibre optique est caractérisée en effet par une atténuation du rayonnement, résultat des phénomènes d’absorption et surtout de diffusion....
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