III-V photonic crystal wire cavity laser on silicon wafer

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Laser sources on a heterogeneous III-V/silicon platform

The heterogeneous integration of III-V semiconductor lasers on a silicon waveguide platform using DVS-BCB adhesive bonding is reviewed. Both mW-level lasers and ultra-compact laser sources are discussed

Heterogeneous integration and precise alignment of InP-based photonic crystal lasers to complementary metal-oxide semiconductor fabricated silicon-on-insulator wire waveguides

The integration of two-dimensional III-V InP-based photonic crystal and silicon wire waveguides is achieved through an accurate alignment of the two optical levels using mix-and-match deep ultraviolet (DUV)/electron beam lithography. The adhesively bonded structures exhibit an enhancement of light emission at frequencies where low group velocity modes of the photonic crystal line defect waveguides occur. Pulsed laser operation is obtained from these modes at room temperature under optical pumping. The laser light is coupled out of the Si waveguide via grating couplers directly to single mode fiber

Study of hybrid III-V semiconductors on Si photonic crystal lasers

La demande grandissante relative au transfert de données à très haut débit rencontre aujourd'hui les limites des systèmes ou circuits micro-électroniques. Il est actuellement admis qu'un transfert de données par flux lumineux permettra de significativement lever ces limites en terme de vitesse du point de vue de la communication inter- et intra-composants électroniques. Plus particulièrement, du fait de leurs propriétés intrinsèques, la combinaison de structures actives en semi-conducteur III-V et de structures passives en Silicium, dans un schéma compatible avec les procédés CMOS, ouvre d'intéressantes perspectives dans ce sens. Dans ce contexte, la présente thèse traite de la conception, la réalisation et l'étude de structures hybrides à deux niveaux composées de cristaux photoniques (CPs) en semi-conducteurs III-V couplés à un guide en Silicium. Les deux niveaux sont liés au moyen d'une couche intermédiaire de BCB. En premier lieu, l'opération laser, à faible seuil, couplée au guide de silicium sous-jacent est démontrée, aussi bien dans le cas de guides que de cavités CPs. Les caractéristiques optiques ainsi que les paramètres pertinents du système sont étudiés expérimentalement et confrontés au travail de modélisation mené en amont. Une extraction, via le guide de silicium, de la lumière émise dans le niveau actif atteignant 90% est ainsi démontrée. Cette valeur à été rendue, notamment, par le développement d'une technologie d'alignement spécifique, permettant une précision de ~25 nm, entre les deux niveaux. Enfin, l'observation de la bistabilité en régime de gain est présentée avant que soient discutées un certain nombre de perspectives.PARIS7-Bibliothèque centrale (751132105) / SudocSudocFranceF

Evanescent wave coupling in hybrid III-V/SOI nanolaser

Heterogeneous integration of III-V semiconductor compounds on SOI is one of the key technologies for next generation on chip optical interconnects. The use of photonic crystals nanolasers, within this context, represents a disruptive solution in terms of footprint, activation energy and ultrafast response. In this work, we study the evanescent wave coupling occurring between the nanolasers and a subjacent Si wire and demonstrate that more than 90% of the light is funneled into the Si circuitry

Electrically Injected Twin Photon Emitting Lasers at Room Temperature

On-chip generation, manipulation and detection of nonclassical states of light are some of the major issues for quantum information technologies. In this context, the maturity and versatility of semiconductor platforms are important assets towards the realization of ultra-compact devices. In this paper we present our work on the design and study of an electrically injected AlGaAs photon pair source working at room temperature. The device is characterized through its performances as a function of temperature and injected current. Finally we discuss the impact of the device’s properties on the generated quantum state. These results are very promising for the demonstration of electrically injected entangled photon sources at room temperature and let us envision the use of III-V semiconductors for a widespread diffusion of quantum communication technologies

Wire cavity photonic crystal hybrid III-V laser on silicon wire

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