Etude optique de microresonateurs bistables monolithiques sur gaas realises par gravure seche

• Auteur / Autrice : Thomas Rivera
• Direction : PATRICK JUNCAR
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris, CNAM

Résumé

Ce travail de these porte sur l'etude optique de microresonateurs monolithiques bistables en semi-conducteurs sur gaas. L'epitaxie de microcavites possedant un tres grand facteur de qualite (q = 10000 a 12000) permet la reduction du seuil de bistabilite. Ces microcavites demandent des conditions d'eclairement tres precises. En geometrie planaire il est indispensable de les eclairer en onde plane a incidence normale afin de minimiser les pertes par diffraction et conserver leur facteur de qualite intrinseque. Pour pouvoir utiliser des faisceaux fortement focalises, il faut ajouter un confinement lateral a ces microcavites par gravure de la structure complete. La technique utilisee pour obtenir ces microresonateurs microniques est celle de la gravure seche, plus particulierement la gravure ionique reactive. Nous avons constate de nouvelles proprietes liees au confinement lateral de ces microresonateurs. Nous avons pu observer le caractere multimodal de ces microresonateurs par des spectres lineaires et des effets nonlineaires comme des hysteresis multiples. Nous avons pu determiner les conditions optimales de couplage valables aussi bien pour des microresonateurs bistables que des microcavites sans zone active absorbante. Nous avons mesure l'effet de dispersion des modes du microresonateur lie au confinement lateral. Ces resultats ont ete interpretes en nous appuyant sur la theorie des modes de propagation dans les guides d'ondes cylindriques (fibres optiques). Pour la dispersion modale nous avons developpe un modele analytique base sur le calcul de la constante de propagation des modes dans un guide circulaire. Nous avons verifie que ce modele est en bon accord avec l'experience, a condition d'inclure les effets du gradient d'epaisseur de la microcavite initiale et de la sous gravure induite par la gravure seche. Nous avons egalement etudie la degradation du facteur q aux petites tailles. Un modele analogue au calcul du facteur de confinement des lasers a puits quantiques a ete valide pour decrire les effets de degradation du facteur q aux petites tailles. Nous avons etudie les possibilites d'applications des microresonateurs bistables en demontrant le fonctionnement simultane d'une memoire optique de 4 4 elements et l'association d'une matrice de microresonateurs bistables et d'une matrices de microlentilles.