Etude des effets d'electro-absorption en onde guidee pour la modulation d'intensite lumineuse a 1,5 m

by Erwan Bigan

Doctoral thesis in Physique

Under the supervision of Suzanne Laval.

defended on 1991

in Paris 11 .

Alternative Title

Electroabsorption under waveguide configuration for 1. 5 m light intensity modulation

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Abstract

La modulation directe d'un laser semiconducteur provoque un elargissement dynamique de la raie d'emission qui penalise les liaisons par fibre optique a haut debit et longue distance. Cet elargissement dynamique peut etre reduit en utilisant des modulateurs electro-absorbants en onde guidee. De tels modulateurs ont deja ete realises en utilisant l'effet franz-keldysh dans des semiconducteurs massifs. Cet effet ne produit que des variations d'absorption moderees et necessite donc de grandes longueurs impliquant des capacites importantes qui limitent les performances hyperfrequences de ces dispositifs. L'effet stark confine dans des structures a puits quantiques permet d'obtenir des variations d'absorption importantes et donc de reduire la longueur du modulateur. Cette these introduit un facteur de merite qui est applicable a tout modulateur electro-absorbant en onde guidee: c'est le taux d'extinction par unite de longueur et par unite de champ electrique applique, qui prend en compte les differents compromis entre le taux d'extinction, la rapidite du modulateur, et la tension de commande. A l'aide de ce facteur de merite, il est demontre que le gain en performance par utilisation de puits quantiques n'avait ete obtenu que dans la famille de materiaux ingaalas. Cette these demontre cet avantage dans la famille ingaasp. Cependant, les tensions de commande sont elevees dans les deux cas. Cet inconvenient a ete surmonte en utilisant la localisation de wannier-stark dans des superreseaux couples. Des modulateurs fonctionnant avec des tensions de commande inferieures au volt ont ainsi ete realises et optimises dans des superreseaux ingaas/inalas