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Lasers à cristaux photoniques pour spectroscopie infrarouge – CRISPI

Résumé de soumission

La gamme de longueurs d'ondes de 2 à 4 µm est particulièrement intéressante dans les applications de spectroscopie puisqu'elle donne accès à de nombreuses molécules d'intérêt industriel présentant des raies d'absorption intenses et mesurables avec des lasers pouvant fonctionner en continu et à température ambiante, tout comme les photodiodes de détection associées. Les lasers doivent néanmoins présenter un certain nombre de qualités, comme une émission mono-fréquence et une accordabilité suffisante. - - Ce projet a pour objectif la première réalisation de diodes lasers accordables mono fréquences, à base de cristaux photoniques, émettant dans le moyen infra rouge pour des applications à la spectroscopie entre 2 et 4 µm. - - La croissance de ces composants à base de puits quantiques en GaInAsSb/AlGa(In)AsSb sur substrat de GaSb sera assurée à l'Institut d'Electronique du Sud (IES) par épitaxie par jets moléculaires. En s'appuyant sur la grande expertise de l'IES sur les lasers GaInAsSb/AlGaAsSb émettant vers 2.3 µm, une étape importante sera l'obtention des premiers lasers à puits quantiques émettant en continu au-delà de 3 µm. Ils seront étudiés et réalisés à partir de zones actives de type I avec des puits en GaInAsSb et des barrières en quinaires AlGaInAsSb - Un process technologique complet sera développé au LAAS pour réaliser les guides d'ondes à cristaux photoniques dans le système GaInAsSb/AlGaAsSb/GaSb. La géométrie de ces guides d'ondes est inspirée des lasers à cavités couplées (Cleaved Coupled Cavities) ou C3 auxquelles on associera les cristaux photoniques de façon à en améliorer et stabiliser le filtrage fréquentiel. Cette technique rendra les composants parfaitement mono-fréquences et largement accordables sur toute la courbe de gain du matériau, propriétés précieuses et indispensables en spectroscopie. Ces composants seront les premiers lasers à cristaux photoniques à base d'antimoniures. - Après une complète caractérisation des composants, des mesures seront menées au LSP avec les meilleurs lasers sur des dispositifs de CRDS (Cavity Ring Down Spectroscopy) pour mesurer de faibles traces (sub ppm) de méthane, de monoxyde de carbone et d'ammoniac. - ...

Coordination du projet

Aurore VICET (Université)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 300 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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