Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - Campus de Marcoussis
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Composants photoniques pour applications télécoms > Dispositifs en cavité verticale à couplage par la surface
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VCDev

Trait horizontal

Puce Présentation

Puce Membres

Puce Publications

Puce Contrats et projets

Puce Stages passés et en cours


Puce Groupe PHODEV

Trait vertical

Puce Présentation

PuceLes composants en micro-cavité verticale à couplage par la surface :
- Ils présentent certains avantages par rapport aux composants à émission par la tranche : couplage vers la fibre optique facilité  , possibilité de réaliser facilement des matrices de composants.
- Nous nous intéressons aux sources laser en micro-cavité à émission par la surface (VCSEL ou VECSEL) émettant à 1.55 µm, et aux dispositifs à absorbant saturable en micro-cavité.
- Un enjeu commun important de l'ensemble de ces composants est la dissipation efficace de la chaleur generée par l'absorption ou le pompage électrique ou optique, hors de la microcavité.

PuceLes domaines d'études :
- Le traitement tout-optique du signal dans les réseaux de télécommunications à très haut-débit à 1.55 µm. Nous développons des dispositifs regénérateurs rapides compatibles avec des débits > 40 Gb/s, sans conversion opto-électronique du signal, et mettant en oeuvre une optique de couplage bas-coût.
- Miroirs à absorbant saturable (ou SESAMs, SEmiconducteur Saturable Absorber Mirrors) pour l'émission laser impulsionnelle à partir de sources en régime de blocage de modes.
- Lasers VCSEL accordables en longueur d'onde : sources optiques pour les communications optiques, l'instrumentation (imagrie, spectroscopie) et les capteurs sur fibre optiques. Le fonctionnement à 1.55 µm permet le transport sans pertes du signal sur fibre standard.
- Lasers VECSEL en régime de blocage de modes : source optique de déclenchement dans des systèmes de démultiplexage , d'échantillonnage tout-optique de signaux . Ces types de laser émettent en effet des trains d'impulsions courtes (< 1 ps) présentant une faible gigue temporelle.

PuceNOUS REJOINDRE : Voir plus bas les Propositions de Stages (2016)

PuceLES ETUDES :

SA regenerators
Dispositifs non-linéaires pour le traitement tout-optique de signaux haut-débit
SA regenerators
Miroir à absorbant saturable

Lasers à cavité verticale étendue à émission par la surface (VECSELs) :
ML-VECSEL
VECSELs en regime de blocage de modes
Tunable-VECSEL
VECSELs accordables en longueur d'onde
EP-VECSEL
VECSELs pompés électriquement

SA Structure
SA module
VECSEL Structure
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Puce Membres

Contacts

 Oudar Jean-Louis  (+33) 1 69 63 61 49  
 Bouchoule Sophie  (+33) 1 69 63 61 53  

Et aussi...

 Aubin Guy  (+33) 1 69 63 61 51  
 Harmand Jean-Christophe  (+33) 1 69 63 60 81  
 Patriarche Gilles  (+33) 1 69 63 61 73  
 Sagnes Isabelle  (+33) 1 69 63 61 71  

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Puce Publications

Publications dans des journaux
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Puce Contrats et projets

    Puce ANR RNRT

      FUTUR : Fonctions optiqUes pour Transmission à très haUt débit dans le Réseau coeur

      Référence de contrat : Programme TELECOM
      Responsable(s) C2N : Jean-Louis Oudar
      Principaux objectifs : Développement et étude de l'insertion de fonctions optiques à base de fibres optiques spéciales ou à base de semiconducteurs dans des lignes de transmissions à très haut débit (160 Gbit/s ou plus) (2007-2010)

      TONICS : ANR Telecom - Technologies d'échantillONnage linéaire et non-linéaire pour applicatIons en Conversion analogique/numérique et en tranSmission à très haut-débit

      Référence de contrat : ANR Telecom
      Responsable(s) C2N : Jean-Louis Oudar, Sophie Bouchoule, Guy Aubin
      Principaux objectifs : L’objectif du projet est de développer des méthodes d’échantillonnage optique afin de réaliser, d’une part, la conversion analogique numérique d’un signal millimétrique (40 et 60 GHz) sur porteuse optique, et d’autre part, un circuit d’échantillonnage optique linéaire d’un signal optique tres haut-debit (> 40 Bb/s), permettant de mesurer le diagramme de l’œil et de constellation du signal. Les éléments clés sont une source laser d’impulsions à très faible gigue (pour la conversion analogique-numérique et pour le circuit d’échantillonnage linéaire) et une porte optique d’échantillonnage rapide. Deux sources d’impulsions à la longueur d’onde de 1.55 µm sont étudiées : des diodes laser à boites quantiques monolithiques en régime de blocage de modes, et des lasers en cavité verticale étendue en régime de blocage de mode. Les fréquences de répétition visées se situent dans la gamme 50MHz-500MHz (échantillonneur optique linéaire) et 2GHz-20 GHz (pour la conversion analogique-numérique, fixé par la bande passante du signal millimétrique à échantillonner). La caractéristique critique de la source optique impulsionnelle est la faible gique temporelle. - Partenaires : Alcatel-Thales III-V lab (porteur, Thales Research and Technology, Thales Aeroported systems, Aevix (PME), Europtest (PME) et LPN-CNRS. - Durée du projet : 01/2006 – 06/2009. (2006-2009)

      ASTERIX : Absorbant saturable pour régénération térabits multiplexée en longueurs d'onde

      Référence de contrat : RNRT
      Responsable(s) C2N : Jean-Louis Oudar
      Principaux objectifs : Conception, démonstration et réalisation pré-industrielle d\'un module d\'amélioration de contraste des signaux optiques pour un débit de 1 Tbit/s reposant sur un absorbant saturable ultra-rapide. Associé à un amplificateur optique à fibre, le module assurera une régénération de type 2R, permettant d\'augmenter les performances des liaisons numériques par fibre optique (débit, espacement entre répéteurs) (2002-2006)

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    Puce Projets des Réseaux Nationaux

      GANEX : Laboratoire d'Excellence (ANR - LABEX) GANEX

      Référence de contrat :
      Coordinateur, Partenaire(s) : J.-Y. Duboz (CRHEA),
      Responsable(s) C2N : Jean-Christophe Harmand, Sophie Bouchoule
      Principaux objectifs : GANEX est un Labex, laboratoire d’excellence lancés 2012 dans le cadre des Investissements d’Avenir.
      GANEX est un réseau de laboratoires français travaillant sur une thématique commune, les nitrures d’éléments III (AlInGaN) dont le représentant emblématique est GaN. Les nitrures sont des semi-conducteurs à large bande interdite dont les propriétés intrinsèques les prédisposent pour l'émission dans le visible/UV et pour les composants électroniques travaillant à haute température, haute fréquence et en environnement sévère. Le contexte mondial est une augmentation rapide de l'activité industrielle liée à GaN notamment grâce aux diodes électroluminescentes (en particulier les DEL blanches sont en train de révolutionner l’éclairage), mais aussi l'émergence des lasers (Blue Ray) et des composants électroniques.
      Le LPN participe à ce réseau et à son comité de pilotage.
      Plusieurs groupes du laboratoire bénéficient des projets lancés dans le cadre de GANEX (ELPHYSE, PHODEV, PHYNANO, NANOPHOTONIQ). Environ 10 chercheurs du LPN sont parties prenantes de ces projets.
      Pour en savoir plus: www.ganex.fr (2012-2019)

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    Puce Autres Projets Nationaux

      HYPOCAMP : HYPOCAMP (ANR ASTRID 2015-2018)
      Lasers à cavités verticales accordables hybrides , monolithiques et contrôlées en polarisation, pour les systèmes optiques et micro-ondes embarqués


      Référence de contrat : ANR HYPOCAMP - ANR 14-ASTR-0007-03
      Responsable(s) C2N : Sophie Bouchoule
      Principaux objectifs : Le projet HYPOCAMP vise à développer un nouveau type de sources laser accordables, compactes, robustes, de grande stabilité spectrale, adaptées aux applications embarquées et mobiles. Le principe de fonctionnement du composant repose sur l’intégration d’un élément électro-optique à cristal liquide (CL) nématique, présentant une forte variation d’indice, au sein d’une cavité laser de type V(E)CSEL (Vertical (External) Cavity Surface Emitting Laser). Cette technologie d’intégration du CL au sein de la cavité permet ainsi de concevoir un composant complètement monolithique, accordable sur de large plage en longueur d’onde, tout en bénéficiant de l’absence d’élément mobile.
      Deux dispositifsexploitant les propriétés du CL seront développés. Le premier consiste à intégrer le CL au sein d’une microcavité VCSEL pompé électriquement, afin de développer une source compacte, largement accordable sur plus de 50 nm. Le second dispositif est un laser pour les applications en spectroscopie de haute précision. Ce dernier consiste à intégrer le CL au sein d’une cavité VECSEL étendue. (2015-2018)

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Puce Stages passés et en cours

Post-doctorat


  • Etude et optimisation d’une source à cavité verticale à émission par la surface émettant dans l’ultra-violet (~λ 300 nm)

  • G. Le Gac-(2014-01-08 / 2015-06-01)
    Contact : J. Leymarie , P. Disseix , S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Contexte: La recherche sur les diodes laser émettant dans l'ultra-violet (~λ ~300nm) à base de matériaux semiconducteurs nitrurés (III-N) est très active au niveau international. Ces diodes laser sont des alternatives compactes, potentiellement à bas-coût, et plus stables que les lampes UV actuelles, et les domaines d'applications sont multiples : spectroscopie, imagerie, lithographie, purification, … Une configuration laser particulièrement intéressante correspond à l'émission par la surface, de type VCSEL (vertical microcavity surface emitting semiconductor laser). Cette dernière décennie, des premiers VCSELs ont été démontrés dans le domaine ultra-violet vers 400 nm. L'extension aux plus basses longueurs d'ondes, vers 300 nm, reste un défi majeur au plan des matériaux, et de la réalisation de la cavité laser. Dans ce contexte, l’Opération Spectroscopie des Solides de l'Institut Pascal (Clermont-Ferrand), le LPN-CNRS (Marcoussis), et l'UMI Georgia-Tech (Metz) sont impliqués dans un projet de recherche visant à concevoir et réaliser un laser à semiconducteur à émission par la surface, émettant dans le domaine UV (~λ < 340nm). Les partenaires recherchent une personne titulaire d'un doctorat en vue d'un contrat post-doctoral à durée déterminée. Le(la) candidat(e) retenu(e) travaillera principalement à l’Institut Pascal à Clermont-Ferrand mais effectuera aussi des missions longues (une ou deux semaines) au LPN à Marcoussis. Il(elle) contribuera principalement à l'optimisation du matériau actif au travers de caractérisations optiques, à la conception de la cavité laser, et aux premiers test laser sous pompage optique.
    Durée : 18 mois. Date démarrage : Fev. -Mars 2014
    * Telechargez l'annonce: UV Source (offre post-doc)

  • Dispositifs non-linéaires en microcavité verticale pour le traitement tout-optique de signaux haut-débit

  • HT. Nguyen-(2010-01-01 / 2010-12-31)
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


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Thèse


  • Émission bi-fréquence d'une source VECSEL à 1,5µm pour la mesure de l’effet Brillouin dans les capteurs à fibres optiques

  • L. Chaccour-(2014-01-01 / 2017-02-01)
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Les capteurs de déformations et de variations de température déportés sur fibre optique exploitant le phénomène de diffusion Brillouin dans la fibre font actuellement l’objet d’une forte investigation scientifique. Le principe repose sur l’analyse spectrale de l’onde Stokes rétrodiffusée tout le long de la fibre à partir d’une impulsion optique injectée. La fréquence Brillouin (autour de 10 GHz pour une fibre standard) est sensible aux variations de température ou de déformation locale dans la fibre. L’objectif du travail de thèse est d’étudier une solution innovante potentiellement bas-coût reposant sur une méthode de mesure du décalage Brillouin grâce à un laser bi-fréquence. La thèse se déroule dans le cadre d'une collaboration avec l'IFSTTAR (Marne-la-vallée), et l'ANDRA. L'étudiante en thèse est accueillie au LPN pour développer et fabriquer la source laser. Ce travail s’appuie sur les développements de VECSELs à 1.55 µm effectués précédemment au LPN. La source laser sera testée et intégrée dans un système interrogateur Brillouin avec la chaîne de détection, à l'IFSTTAR. - Compétences mise en œuvre : travail théorique et expérimental (participation à la fabrication de VECSEL en salle blanche, conception et assemblage du prototype de cavité laser et caractérisation spectrale de l'émission laser).

  • Dispositifs absorbants saturables ultra-rapides pour la génération d'impulsions brèves et le traitement de signaux optiques

  • L. Fang-(2011-11-21 / 2014-11-12)
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    The main objective of the doctoral work will be to improve the performance of ultrafast saturable absorber devices, by introducing specific nanostructures to enhance the local electric field and lower the saturation threshold. New cavities will be designed to increase the device optical bandwidth, and also to allow the fabrication of multi-wavelength saturable absorbers chips, in order to demonstrate WDM compatible saturable absorber modules. Specific designs will developed to use these devices in all-optical sampling of high bit rate data signals.

  • Génération d’impulsions courtes à partir de VECSELs à verrouillage de modes à la longueur d’onde de 1.55 µm pour les télécommunications et l’instrumentation optique

  • Z. Zhao-(2009-11-01 / 2012-10-01)
    Contact : S. Bouchoule , J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


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  • Absorbant saturable innovant sur GaAs pour la régénération optique à haut débit

  • M. Le Du-(2003-10-01 / 2006-10-01)
    Contact : J.-C. Harmand , J.-L. Oudar
    Groupe : Elaboration et Physique des Structures Epitaxiées (ELPHYSE)
                Dispositifs Photoniques (PHODEV)


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    L’industrie des télécommunications prépare activement la reprise économique avec pour objectif de présenter aux clients des produits performants, robustes mais d’un coût réduit. En particulier dans les lignes régénérées de transmission optique de longue distance, qui mettent en œuvre de manière systématique le multiplexage en longueur d'onde (WDM), il est impératif de disposer de nouveaux régénérateurs optiques qui remplissent ces exigences. Dans le cadre de deux projets RNRT, ASTRE et ASTERIX (démarré en 2002), il a été démontré que l’absorbant saturable est un candidat intéressant. L’absorbant saturable idéal est une porte optique commandée optiquement : la puissance optique incidente de niveau haut sature l’absorption (état passant), alors que le bruit associé au niveau bas de la commande est absorbé (état bloquant). Sa fonction principale est d’améliorer le rapport signal à bruit du signal optique à traiter. La thèse visera l’optimisation d’un tel dispositif avec notamment les objectifs suivants : réduire les pertes d’insertion, abaisser la puissance de commutation, et élargir la bande passante optique. Dans une première phase, l’activité se focalisera sur des aspects matériaux : il s’agira de réaliser en épitaxie par jets moléculaires (EJM) des structures absorbantes à 1,55µm insérées dans une cavité optique. Pour la cavité, on se propose d’utiliser des miroirs de Bragg en GaAs et AlAs oxydé. Ce couple de matériaux présente un excellent contraste d’indice, bien supérieur à ce que l’on peut obtenir avec d’autres couples d’alliages III-V. Ce choix impose de travailler sur un substrat de GaAs. Le matériau absorbant sera constitué de puits quantiques d’alliage GaInNAs(Sb). Cet alliage, original et assez complexe, est étudié depuis peu au LPN. C’est un des rares alliages qui permette l’émission et l’absorption à 1,55µm sur substrat de GaAs. La présence d’azote pourra être exploitée pour ajuster la durée de vie des recombinaisons non radiatives. Cette durée de vie a un rôle primordial puisqu’elle fixe la vitesse de réponse du dispositif. Une autre caractéristique importante est la raideur du front d’absorption du matériau. Pour son optimisation, on utilisera l’effet surfactant de l’antimoine pendant la croissance des puits quantiques. Cet effet permet d’améliorer la qualité cristalline et optique des puits extrêmement contraints qui seront à étudier. Dans cette première partie du travail, on s’appuiera donc sur les acquis du laboratoire pour développer les points suivants : Technologie des miroirs GaAs/ AlAs oxydé (croissance, gravure, oxydation latérale par voie humide) Maîtrise des puits quantiques GaInNAs(Sb) à 1,55µm (contrôle de la durée de vie par la concentration d’azote, optimisation du front d’absorption par les conditions de croissance) La deuxième phase de l'activité sera consacrée à l'étude du dispositif, en relation avec la fonctionnalité visée. Les caractéristiques optiques relatives à la structure en microcavité seront étudiées et comparées à ce qui est attendu sur un plan théorique, notamment en ce qui concerne la bande passante optique et le facteur d'atténuation à l'état bloquant (faible puissance incidente). Le comportement du dispositif en régime dynamique sera étudié, notamment pour son fonctionnement en tant que porte optique commandée optiquement. En particulier l'utilisation d'un banc de mesure basé sur la technique pompe-sonde permettra de mesurer des paramètres essentiels tels que le temps de réponse, le contraste et la puissance de commutation, les pertes d'insertion (facteur d'atténuation à l'état passant). Enfin les fonctionnalités systèmes du dispositif pourront être testées par des expériences mettant en oeuvre des signaux optiques à haut débit (10 à 40 Gbit/s), par la mesure de paramètres tels que le facteur d'amplification du taux d'extinction, l'amélioration du facteur de qualité du signal détecté, etc. Le travail de thèse s’effectue dans le cadre du projet OPSAVE (Opto+/LPN), cofinancé par le ministère de l’industrie (MINEFI), Alcatel, et le Conseil Général de l’Essonne.

  • Composants à absorbant saturable pour la régénération des signaux télécoms WDM à très haut débit

  • D. Massoubre-(2003-10-01 / 2006-09-30)
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


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    Thèse

  • Etude de dispositifs tout-optiques ultra-rapides pour application aux transmissions optiques à haut débit

  • H. Choumane-(1999-10-01 / 2002-11-25)
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


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    Thèse de doctorat de l'Université Paris XI

  • Composants à absorbant saturable rapide à base de semiconducteurs irradiés par des ions et applications à la régénération des signaux télécoms

  • J. Mangeney-(1997-10-01 / 2000-11-06)
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Thèse de doctorat de l'Université Paris VI

Stage


  • Emetteurs ultra-violet (λ ~300 nm) à semiconducteurs dans une configuration d’émission par la surface en microcavité verticale étendue. (UV-VECSEL)

  • J. Arotce-(En cours depuis 2016-01-08)
    Niveau : Master2
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Durée: 3 mois minimum -période : Mars 2016 - Novembre 2016
    Le sujet est à dominante expérimentale et micro-nanotechnologies salle blanche.
    CONTEXTE :
    Les laboratoires LPN, UMI-GT (Metz) et Institut Pascal (Clermont-Ferrand) collaborent pour développer des sources optiques UV (λ ~300 nm) en semiconducteur dans une configuration d’émission par la surface en microcavité verticale de type VCSEL (vertical-cavitty-surface-emitting laser). A l’heure actuelle, la plus courte longueur d’onde atteinte avec un VCSEL se situe autour de λ ~400 nm. Le LPN, l’UMI-Metz et l’Institut Pascal ont mis au point des structures actives AlGaN/AlGaN épitaxiées sur saphir (0001) émettant dans le domaine de longueur d’onde 280 nm - 340 nm. Pour tester optiquement ces structures, le LPN a proposé une configuration en cavité étendue dans le substrat de saphir, qui permet de réaliser les deux miroirs de cavité hautement réfléchissants (ou réflecteurs de Bragg – DBR) après l’épitaxie de la couche active. Dans une configuration à émission verticale le gain maximum par passage est de quelques %, et les pertes totales de cavité doivent être maintenues à ce niveau pour atteindre le seuil laser. La configuration choisie de type plan-concave garantit en principe cette condition. Le LPN a développé une technologie de microlentilles de rayon de courbure adapté, transférées dans le saphir après amincissement et polissage de la face arrière du substrat.
    OBJECTIFS DU STAGE :
    Le/la stagiaire fabriquera en salle blanche et caractérisera de tels émetteurs UV (λ ~300 nm) Il/elle optimisera et intégrera des microlentilles aux structures actives à multipuits quantiques AlGaN/AlGaN sur saphir réalisées par l’UMI-Metz. Il/elle pourra etre amené(e) à optimiser l’étape de polissage du saphir si cela s’avère nécessaire. Il/elle déposera des DBRs diélectriques. Il/elle mesurera les facteurs de qualité et les pertes des cavités réalisées et comparera ces valeurs à des modèles (matrice de transfert), et aux pertes des cavités plan-plan. Il caractérisera le temps de vie des structures actives par TR-CL. Suivant les résultats obtenus il/elle pourra être amené(e) à voyager à l’Institut Pascal pour participer au test des dispositifs sous pompage optique pulsé à basse température.

  • Caractérisation de laser à semiconducteur à émission par la surface de type VECSEL à 1.55µm, pour l’émission bi-fréquence.

  • D. Vialloux-(En cours depuis 2016-01-08)
    Niveau : Master2
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Durée: 3 mois minimum -période : Mars 2016-Juillet2016
    Le(/la) stagiaire devra avoir le goût du travail expérimental , avoir des connaissances en physique des lasers et avoir des notions de modélisation optique.
    CONTEXTE :
    La configuration laser VECSEL (vertical external cavity surface emitting laser) est basée sur une cavité optique de type plan-concave de haute finesse, intégrant un composant semiconducteur incluant le milieu actif (appelé ½-VCSEL), et un miroir externe. La configuration de cavité étendue dans l’air permet d’insérer des éléments dans la cavité pour contrôler les propriétés de l’émission laser. Le LPN réalise des lasers de type VECSEL émettant à 1.5µm pour des applications dans le domaine des communications optiques ou de l’instrumentation sur fibre. En particulier, le laboratoire s’intéresse aux puces VECSEL pour une émission laser bi-fréquence à 1.5µm, c-a-d sur deux modes de cavités de polarisations orthogonales, séparés spectralement. Un VECSEL bi-fréquence à 1.5µm, pourrait constituer une source intéressante dans un système interrogateur sur fibre optique fondé sur l’effet Brillouin, potentiellement bas-coût.
    OBJECTIF DU STAGE:
    l’objectif du travail de stage de mastère sera d’étudier et de caractériser des sources VECSELs émettant à 1550nm, en régime monofréquence, puis en régime bi-fréquence au regard des spécifications requises pour construire un interrogateur Brillouin.
    Le(/la) stagiaire devra prendre en charge en salle blanche certaines étapes de fabrication du ½-VCSEL (et la modélisation de la réponse optique du composant par méthode des matrices de transfert) . Il/elle devra caractériser le fonctionnement laser en régime monofréquence et bi-fréquence, sur le banc expérimental existant, dans le but de contrôler une différence de fréquence dans la bande [9 GHz -13GHz] d’intérêt pour les systèmes interrogateurs Brillouin.

  • Lasers à semiconducteurs à 1.5µm de type VECSEL pour l’émission monofréquence de puissance

  • F. Xu-(2014-03-03 / 2014-06-30)
    Niveau : Master2
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    * La configuration laser VECSEL (vertical external cavity surface emitting laser) est basée sur une cavité de type plan-concave de haute finesse, intégrant un composant semiconducteur incluant le milieu actif (appelé microcavité ½-VECSEL), et un miroir externe. Cette configuration présente certains avantages qui permettent d’obtenir des lasers continus assez compacts, de grande pureté spatiale et spectrale (émission monomode transverse et longitudinale, faible largeur de raie), et de faible niveau de bruit d’intensité. Les domaines d’applications concernent les communications optiques et l'instrumentation sur fibre optique (sources pour liaisons radar, capteurs sur fibre optique par exemple). A titre d’exemple, ce type de laser est intéressant pour les liaisons radar large-bande sur fibre optique qui nécessitent de disposer de sources mono-fréquences à 1.55µm de faible bruit [1]. Afin de maximiser le rapport signal à bruit, la source laser utilisée doit émettre suffisamment de puissance. Considérant les budgets de liaisons, nous cherchons à obtenir une puissance source de ~ 100 mW couplée dans la fibre optique. Dans ce contexte, l’objectif du travail de stage est d’étudier et de caractériser des sources VECSELs émettant à 1550nm, en régime monofréquence, afin d’optimiser la puissance émise. Le LPN a développé récemment une technologie de VECSELs à 1.5 µm sur InP optimisés thermiquement, qui devrait répondre aux spécifications visées [2,3].
    * Les puces réalisées dans la salle blanche du LPN, seront intégrées par le stagiaire dans une cavité laser pour obtenir une émission laser mono-fréquence sous pompage optique continu.
    Afin d’optimiser la puissance de sortie, le stagiaire étudiera le fonctionnement laser pour plusieurs géométries de cavités laser, et étudiera différentes hétérostructures structures ½-VECSEL, expérimentalement et à l’aide de simulations à partir de modèles de microcavités.
    * Date de démarrage souhaitée : printemps 2014 - Durée : 3 -6 mois. (contact : sophie.bouchoule@lpn.cnrs.fr)
    [1] G. Baili et al., IEEE Int. Meeting on Microwave Photonics (MWP), 2013.
    [2] Z. Zhao et al. Opt. Lett. 36 (issue 22), 4377 (2011)
    [3] Z. Zhao et al., IEEE J. Quant. Electron. 48, 643 (2012)
    voir aussi : Page VECSEL.

  • Etude de la stabilité des trains d'impulsions générés par des lasers VCSELs à blocage de modes émettant à 1.55µm à des cadences multi-GHz

  • G. Leclert-(2009-10-01 / 2010-09-30)
    Niveau : Master2
    Contact :
    J.-L. Oudar , S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus

  • Pompage optique d'un laser à cavité verticale

  • M. So-(2000-04-01 / 2000-07-31)
    Niveau : Master2
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    DEA Modélisation et instrumentation en Physique

  • Réalisation d’une micro-cavité verticale étendue pour émetteurs optiques dans l’ultra-violet.

  • G. Pihan-(En cours depuis 2016-03-01)
    Niveau : Master1
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Stage de niveau M1
    DUREE : 3 mois minimum. Période : Mars-2016-Novembre2016.
    CONTEXTE :
    Le sujet est à dominante expérimentale et micro-nanotechnologies salle blanche.
    Les laboratoires LPN, UMI-GT (Metz) et Institut Pascal (Clermont-Ferrand) collaborent pour développer des sources optiques UV (λ ~300 nm) en semiconducteur dans une configuration d’émission par la surface en microcavité verticale de type VCSEL (vertical-cavitty-surface-emitting laser). A l’heure actuelle, la plus courte longueur d’onde atteinte avec un VCSEL se situe autour de λ ~400 nm. Le LPN, l’UMI-Metz et l’Institut Pascal ont mis au point des structures actives AlGaN/AlGaN épitaxiées sur saphir monocristallin (0001) émettant dans le domaine de longueur d’onde 280 nm - 340 nm. Pour tester optiquement ces structures, le LPN a proposé une configuration en cavité étendue qui permet de réaliser les deux miroirs de cavité hautement réfléchissants (ou réflecteurs de Bragg – DBR) après l’épitaxie de la couche active. Dans une configuration laser à émission verticale le gain maximum par passage est de quelques %, et les pertes totales de cavité doivent être maintenues à ce niveau pour atteindre le seuil laser. Le LPN a proposé une technologie de microlentilles intégrées qui garantit en principe cette condition.
    * OBJECTIFS DU STAGE : Le/la stagiaire développera des microlentilles présentant une géométrie adaptée, transférées dans un substrat de saphir par gravure plasma haute densité après amincissement et polissage de la face arrière du substrat . Il/elle pourra aussi etre amené(e) à optimiser l’étape de polissage du saphir si cela s’avère nécessaire. Suivant les résultats obtenus, il/elle mesurera les facteurs de qualité et les pertes de cavités réalisées en intégrant la microlentille.
    Le travail se déroulera au LPN, principalement dans la salle blanche de micro-nanofabrication. L’étudiant sera autonome sur les techniques de lithographie, traitements thermiques des résines et gravure plasma, et certaines caractérisations (microscopie optique, profilométrie mécanique). Il devra faire preuve de méthodologie, être capable de définir et suivre un plan d’expérience pour optimiser certaines étapes technologiques, et de produire des rapports détaillés d’expériences.

  • Caractérisation des composants à absorbants saturables

  • S. Duguay-(2001-06-01 / 2001-09-30)
    Niveau : Master
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Elève-ingénieur de l'INSA de Rennes

  • Composants à puits quantiques pour la régénération tout-optique

  • A. Vigano-(2000-04-01 / 2000-07-10)
    Niveau : Master
    Contact : J.-L. Oudar
    Groupe : Dispositifs Photoniques (PHODEV)


    En savoir plus
    Elève-ingénieur de l'Ecole polytechnique
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