Lasers à cristaux photoniques pour la spectroscopie infrarouge

Soutenance de thèse de Souad MOUMDJI

lundi 14 mars 2011 à 10h à l'Amphithéâtre Saint Priest

Résumé :

Le contrôle des rejets dans l’atmosphère est une préoccupation importante de nos sociétés. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce cadre en proposant l’étude et la réalisation de composants lasers compatibles avec des systèmes de détection de gaz polluants. La spectroscopie d’absorption par diodes laser accordables est une méthode de détection de gaz, très sensible et sélective. Elle nécessite des diodes laser fonctionnant en régime continu, à température ambiante avec une émission monofréquence et une large accordabilité. Pour répondre à ces exigences, nous proposons une géométrie originale où deux cavités laser sont couplées par un miroir à cristal photonique (CP). Le domaine du moyen infrarouge (2 à 5 µm), où de nombreuses espèces gazeuses présentent de fortes raies d’absorption, est particulièrement intéressant pour ces applications. Pour atteindre cette gamme, la famille des matériaux à base d’antimoniures est la mieux adaptée car elle permet l’obtention de composants émettant au-delà de 2 µm.

Deux géométries ont été étudiées, l’une avec les CPs placés de part et d’autre du ridge, l’autre avec les CPs le traversant. Les modélisations ont montré que le second design était le plus efficace. Un enjeu majeur de cette thèse a été le développement d’un procédé technologique complet qui fait appel à des étapes de photolithographie associées à des étapes d’insolation électronique pour la définition des CPs et l’ouverture de l’isolant. Il a nécessité la mise au point de la gravure profonde des CPs. Les caractérisations des structures ont montré un fonctionnement en continu, à température ambiante. Une émission monofréquence a été obtenue. Des mesures d’absorption de méthane et de monoxyde de carbone ont validé la faisabilité de l’utilisation de ces structures dans un système de détection de gaz.

 

Jury :

Raffaele COLOMBELLI-Directeur de recherche, IEF - Rapporteur
Abderrahim RAMDANE - Directeur de recherche, LPN - Rapporteur
Didier DECOSTER - Professeur des Universités, IEMN - Examinateur
Bernard ORSAL - Professeur des Universités, IES - Examinateur
Sophie BONNEFONT - Chargée de recherche, LAAS-CNRS - Examinateur
Aurore VICET - Maître de conférences, IES - Co-directrice de thèse
Yves ROUILLARD - Maître de conférences, IES - Directeur de thèse

 

Souad MOUMDJI
PhD Student - Doctorante

Photonic Group
LAAS-CNRS
&
IES Group
Université Montpellier II IES - UMR CNRS 5214 / Institut d'Electronique du Sud
Groupe "Composants à nanostructures pour moyen infra-rouge" (NANOMIR)
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