Désign et caractérisation de sources laser organique

Design and characterization of organic laser sources

• Auteur / Autrice : Irina Igorevna Shepeleva
• Direction : Gediminas Jonusauskas, Sophie Fasquel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Lasers, Matière et Nanosciences
• Date : Inscription en doctorat le 29/11/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l'ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Photonique et matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Résonateurs optiques

Excitons

Semi-conducteurs organiques

Transistors électroluminescents

Optical resonators

Excitons

Organic semiconductors

Light-emitting transistors

Résumé

Le premier objectif est d'étudier et d'optimiser le confinement de la lumière induit par la présence de réseaux de Bragg, comme des «Distributed Bragg Reflectors» (DBR) et des structures à «Distributed FeedBack» (DFB), insérées dans les OLETs. Des calculs quantitatifs seront effectués pour simuler l'émission des excitons et évaluer le seuil laser. Nous ferons une étude détaillée des effets induits par la position et l'orientation des excitons (émetteur dipolaire), sur l'émission de lumière.Ensuite, une part importante de la thèse sera consacrée à la caractérisation expérimentale des OLETs fabriquées. Des propriétés telles que les indices de réfraction, les spectres d'émission lumineuse et leur dépendance angulaire, ainsi que la position de la zone d'émission (position de l'exciton) seront mesurées. Cela dans le but de comprendre les aspects électriques (transport de charge) et optique (émission dans une structure 3D) propre à ce dispositif. Le second objectif est d'étudier la dynamique des excitons dans la structure, en utilisant de simples équations de taux pour décrire les transitions entre les niveaux d'énergie de la molécule émettrice, couplées à la propagation de la lumière dans le milieu structuré. Il s'agira de modéliser le laser fini, et d'évaluer ses performances.

The first objective is to study and optimize the light confinement induced by the presence of Bragg gratings, such as “Distributed Bragg Reflectors” (DBR) and “Distributed FeedBack” (DFB) structures, inserted in OLETs. Quantitative calculations will be performed to simulate the emission of excitons and evaluate the laser threshold. We will conduct a detailed study on how the position and orientation of excitons (dipolar emitters) affect light emission. Then, an important part of the thesis will be devoted to the experimental characterization of the manufactured OLETs. Properties such as refractive indices, light emission spectra and their angular dependence, as well as the position of the emission zone (exciton position), will be measured. These procedures aim to understand electrical (charge transport) and optical (emission in a 3D structure) aspects specific to this device. The second objective is to study the dynamics of excitons in the structure, using simple rate equations to describe the transitions between the energy levels of the emitting molecule, coupled with the light propagation in the structured medium. This part will involve modelling the completed laser and evaluating its performance.