National audienceLes lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) présentent de grands intérêts pour des applications variées (télécommunication, capteurs, ..), d'autant plus si ces derniers s'avèrent stables et accordables en longueur d'onde. Au-delà du procédé technologique utilisé, cette dernière propriété est aussi très limitée par l'extension du gain spectral de la zone active. Nous présentons ici la réalisation d'un VCSEL émettant à 1.55 μm, et présentant une émission laser sur une plage en longueur d'onde de 105 nm

Chevalier, Nicolas

De Sagazan, Olivier

Gauthier, Jean-Philippe

Le Corre, Alain

Levallois, Christophe

Léger, Yoan

Paranthoën, Cyril

Perrin, Mathieu

Taleb, Fethallah

de Sagazan, Olivier

Hal-Diderot

VCSEL à fils quantiques présentant une émission laser de 1647 à 1542 nm

HAL-Rennes 1

VCSEL a` fils quantiques pre´sentant une e´mission laserde 1647 a` 1542 nmFethallah Taleb, Cyril Paranthoe¨n, Christophe Levallois, Jean-PhilippeGauthier, Nicolas Chevalier, Mathieu Perrin, Yoan Le´ger, Olivier De Sagazan,Alain Le CorreTo cite this version:Fethallah Taleb, Cyril Paranthoe¨n, Christophe Levallois, Jean-Philippe Gauthier, NicolasChevalier, et al.. VCSEL a` fils quantiques pre´sentant une e´mission laser de 1647 a` 1542 nm.14e`mes Journe´es Nano, Micro et Optoe´lectronique, May 2013, Evian, France. <hal-00953001>HAL Id: hal-00953001https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00953001Submitted on 28 Feb 2014HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestine´e au de´poˆt et a` la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publie´s ou non,e´manant des e´tablissements d’enseignement et derecherche franc¸ais ou e´trangers, des laboratoirespublics ou prive´s.JNMO 2013  VCSEL à fils quantiques présentant une émission laser de 1647 à 1542 nm         F.Taleb1, C.Paranthoen1, C.Levallois1, J.P.Gauthier2, N.Chevalier1, M.Perrin1, Y.Leger1, O. De Sagazan 2, A. Le Corre1  1: Université Européenne de Bretagne, France, INSA, CNRS-UMR 6082 FOTON, F-35708 Rennes 2: GM-IETR UMR-CNRS 6164, Université de Rennes 1, F-35042 Rennes Cedex, France Fethallah.Taleb@insa-rennes.fr Mots clés : VCSEL, fils quantiques, accordabilité en longueur d’onde. Les lasers à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL) présentent de grands intérêts pour des applications variées (télécommunication, capteurs, ..), d’autant plus si ces derniers s’avèrent stables et accordables en longueur d’onde. Au-delà du procédé technologique utilisé, cette dernière propriété est aussi très limitée par l’extension du gain spectral de la zone active. Nous présentons ici la réalisation d’un VCSEL émettant à 1.55 µm, et présentant une émission laser sur une plage en longueur d’onde de 105 nm. La zone active du VCSEL est constituée  de fils quantiques (FQs) émettant à 1.55µm sur un substrat d’InP. Contrairement aux VCSELs conventionnels à puits quantiques, nous avions déjà montré que les FQs permettaient le contrôle de la polarisation optique des VCSELs, leur conférant ainsi une stabilité supérieure [1]. Ici, nous avons inséré ces FQs au sein d’une cavité de longueur variable selon la position sur le substrat (insert Fig.1), permettant ainsi d’ajuster la longueur d’onde de résonance de 1647 à 1542 nm (Fig.1). Sous pompage optique, nous avons démontré une émission laser en continu, à 300K, à ces mêmes positions, couvrant par conséquence une plage d’émission de 105 nm (Fig.2). Les seuils sont inférieurs à 10 kW/cm², et les puissances émises proches du mW. Cette gamme spectrale d’émission très étendue est à attribuer au large et fort gain spectral des FQs, dont la fabrication par croissance MBE a été optimisée. Associé à un procédé de fabrication adapté, le VCSEL à FQs peut s’avérer être une approche performante pour la réalisation de VCSEL très largement accordable.            Références  [1] J-P. Gauthier et al, Optics Express, vol.20, no.15,p.16832, 2012. Fig.1- Variation de la longueur d’onde de résonance en fonction de la position sur l’échantillon (en insert le schéma  de la cavité). Fig.2- Spectres d’émission du VCSEL en fonction de la position sur l’échantillon (CW, 10 kW/cm²). 

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