Conception, fabrication et caractérisation d'un modulateur optique à commande plasmonique sur nitrure de gallium à une longueur d'onde de 1,55 micron

Arnaud Stolz 1
1 Optoélectronique
IEMN - Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520
Résumé : Les futurs modulateurs optiques doivent satisfaire à des exigences auxquelles les modulateurs électro-optiques actuels ne peuvent plus répondre (tension de commande et dimensionnement faible, fonctionnement dans la gamme 0-40GHz à faibles pertes). Il devient alors nécessaire d'envisager de nouveaux moyens de réaliser une modulation rapide à faible consommation. Ce travail s'inscrit au sein d'un projet amont de la DGA, afin d'évaluer le gain potentiel de la plasmonique sur semiconducteurs pour la modulation optique. Nous avons d'abord sélectionné des couches de GaN sur saphir avec d'excellentes propriétés optiques et des pertes de propagation de l'ordre de 0,6dB/cm. Ensuite, nous avons montré la génération d'une résonance plasmonique à l'interface Au/GaN. Un travail d'optimisation a été réalisé en vue de rendre sa modulation efficace par variation de l'indice du GaN. Plusieurs dispositifs de démonstration ont été fabriqués en salle blanche puis caractérisés. Si les résultats optiques obtenus ont montré un effet de variation d'indice nouveau jusqu'à Δn=10-2 pour plusieurs dizaines de volt, les pertes RF de propagation se sont révélées élevées, proches de 16dB/cm à 20GHz. En parallèle, une structure à effet d'électro-absorption utilisant un multipuits quantique sur InP a été conçue et caractérisée par couplage par prisme et a montré des variations d'indice de l'ordre de 2×10-3 à 2,5V. Ces travaux de thèse, précurseurs dans ce domaine au sein du laboratoire, vont permettre d'orienter les recherches futures vers de nouveaux matériaux pour l'optoélectronique, mais aussi de mettre en exergue les points durs de la plasmonique pour la modulation optique sur semiconducteurs.
Liste complète des métadonnées

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00677475
Contributeur : Arnaud Stolz <>
Soumis le : vendredi 9 mars 2012 - 13:33:47
Dernière modification le : jeudi 18 octobre 2018 - 01:22:19
Document(s) archivé(s) le : lundi 18 juin 2012 - 16:05:44

Identifiants

  • HAL Id : tel-00677475, version 2

Citation

Arnaud Stolz. Conception, fabrication et caractérisation d'un modulateur optique à commande plasmonique sur nitrure de gallium à une longueur d'onde de 1,55 micron. Optique / photonique. Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2011. Français. 〈tel-00677475v2〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

489

Téléchargements de fichiers

534