05 Septembre – Soutenance de thèse - Roberto Mostallino

13 h30 Auditorium - 1, avenue Augustin Fresnel (Palaiseau)

Développement de diodes Laser, émettant à 975nm, de très forte puissance, rendement à la prise élevé et stabilisées en longueur d’onde pour pompage de fibres dopées et réalisation de lasers à fibre.

Cette thèse CIFRE adresse le développement de diodes laser, émettant à 975nm, de très forte puissance, rendement à la prise élevé, stabilisées en longueur d’onde pour le pompage optique de fibres dopées et réalisation de lasers à fibre. Cette étude a été développée dans le cadre d’un partenariat étroit entre le Laboratoire IMS, le GIE III-V Lab, principal fondeur français de composants à semiconducteurs III-V pour des applications électroniques et photoniques et THALES Research & Technology (TRT).

Un travail conséquent de caractérisation et d’analyse a porté sur les aspects thermiques qui contribuent, en particulier, à limiter les niveaux de puissance optique de sortie. Dans ce cadre, nous avons réalisé un ensemble de caractérisations complémentaires au GIE III-V Lab et à l’IMS nous permettant d’envisager des solutions correctives d’optimisation technologique portant, entre autres, sur la profondeur de gravure et la nature du substrat dissipateur. Ces solutions ont été proposées suite à des modélisations physiques sur un simulateur dédié, propriété de III-V Lab et des simulations par éléments finis (FEM) de la structure microassemblée définitive. Ces travaux se sont prolongés par la fabrication ainsi que la caractérisation électro-optique et thermique de diodes Laser stabilisées en longueur d’onde (DFB) intégrant un réseau. Une puissance optique de 8W (régime CW), avec une efficacité de 60%, a été obtenue qui permet de situer ces travaux à l’état de l’art international notamment vis-à-vis de ceux publiés par le Ferdinand-Braun Institute (FBH) de Berlin. La qualité des travaux menés dans cette thèse nous a permis d’avoir accès à une bourse du Cluster européen LaserLab, pour effectuer des campagnes d’expérimentation au Max-Born Institute à Berlin dans le groupe du Prof. J. TOMM en 2017.

Les travaux ont porté sur la caractérisation thermique résolue en temps de ces diodes Laser à double hétérostructure symétrique (LOC, SLOC) et asymétrique (AOC) en utilisant des moyens de caractérisation complémentaire (microphotoluminescence, photoluminescence résolue en temps, spectroscopie de photocourant et mesures pulsées) et permettant d’analyser le type de contraintes rapportées par les étapes de report de la diode Laser sur son embase et l'extraction du seuil COD en fonction des différentes structures verticales.

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