Etude des caractéristiques électriques et optiques des lasers à semi-conducteurs

Abstract

Ce travail est consacré à une étude de l'influence des paramètres caractéristiques d'une structure laser à double hétérostructure (DH). La théorie électromagnétique de la DH laser a été réalisée à partir des équations de Maxwell. Après avoir décrit le principe et les propriétés des lasers à semi-conducteurs, ce mémoire met l'accent sur le rôle respectif des paramètres comme l'épaisseur de la couche active et la composition x en aluminium des couches de confinement. La théorie explique avec succès l'influence de ces paramètres sur la propagation du faisceau laser à l'intérieur de la structure à DH laser, ce qui constitue le champ proche, ainsi qu'à l'extérieur, le champ rayonné à grande distance ou le champ lointain. Ceci a pour but d'améliorer la technologie et les propriétés de la diode laser. Le confinement Γ et la divergence augmentent lorsque l'épaisseur de la couche active et la composition en aluminium des couches de confinement augmentent. La connaissance de ces paramètres est indispensable pour une modélisation réaliste de la structure laser. L'étude des caractéristiques des lasers à semi-conducteurs permet de définir les applications appropriées correspondant aux différentes longueurs d'onde d'émission, au mode et aux conditions d'opération de la diode laser. Les applications spectroscopiques, la détection et l'analyse des gaz imposent des fonctionnements en mode continu avec un faisceau monomode à température ambiante. Plusieurs types de diodes lasers réalisent aujourd'hui ces conditions. Les techniques de caractérisation ainsi que des applications spectroscopiques des lasers sont présentées à la fin de ce manuscrit.