La soutenance de thèse de Majda LAHRICHI

 

Résumé : Ce travail de thèse est consacré à l’étude et à la réalisation de photodiodes à avalanche (APD) GaInAs/Al(Ga)InAs de structure SAGM pour les transmissions optiques à 40Gb/s. Comme pour les photodiodes classiques (PIN) très haut débit, le compromis sensibilité/bande passante est relâché en utilisant un couplage latéral du signal optique afin de découpler le sens de propagation des photons de celui des porteurs photogénérés. Notre choix a donc porté sur des APD de type mesa à couplage évanescent et à couches actives fines.
Des simulations électriques nous ont permis d’évaluer le comportement en régime statique et dynamique de telles APD et d’en optimiser la structure verticale pour conserver un faible courant d’obscurité et une sensibilité élevée tout en augmentant les performances dynamiques.
L’optimisation du guide optique a également fait l’objet d’une étude par simulation numérique qui a permis d’optimiser la structure verticale du guide d’onde pour assurer à la fois un rendement quantique élevé et une faible dépendance à l’état de polarisation de la lumière TE/TM.

Bien que nos APD planaires à zones actives fines aient permis de démontrer de faibles courants d’obscurité, le passage à une diode de type mesa a un impact important sur cette caractéristique. Toutefois, la petite dimension des APD a permis d’augmenter leurs performances dynamiques. Nous avons ainsi atteint des bandes passantes au meilleur niveau de l’état de l’art (BPmax > 47GHz) et des produits gain - bande passante de l’ordre de 260−300GHz pour une APD de 4 × 20μm2 avec une sensibilité associée de 7A/W à 1, 55μm.

 

Directeur de thèse : Bernard ORSAL, Professeur