GaSb based telecom laser. Integration on Silicon

Laser telecom à base de GaSb. Intégration sur Silicium Le transfert des données est le principal défi pour répondre à la demande croissante d’échange d’informations au 21eme siècle. Une amélioration possible des dispositifs actuels réside dans le passage vers une technologie d’interconnexions optiques. Cette thèse explore le développement de lasers à semi-conducteurs III-V à base de GaSb (III-Sb) épitaxiés par jets moléculaires (EJM) pour obtenir des sources laser émettant vers 1,55 µm, la gamme des télécommunications, et leur intégration sur substrat Si. Les III-Sb présentent des propriétés intéressantes en termes de relaxation des contraintes, mais sont plutôt adaptés pour une émission dans le moyen – infrarouge. Grâce à un nouveau dessin de zone active basé sur l’insertion de plans atomiques d’Al0.68In0.32Sb dans des puits quantiques Ga0.8In0 .2Sb nous avons obtenu par technologie en voie humide à l'Université de Montpellier des lasers GaSb fonctionnant en continu à température ambiante à 1,55 µm avec des performances comparables à l’état de l’art dans ce domaine. Par la suite, j'ai développé et optimisé au III – V Lab et à l’Université de Montpellier deux technologies basées sur la gravure sèche des structures. Cela a permis de réduire la largeur du ruban laser jusqu’à 1,5 µm, ce qui d’après mes simulations est nécessaire pour obtenir un fonctionnement monomode transverse du laser indispensable pour les applications en télécommunications. Nous avons également étudié la croissance EJM des III-Sb sur substrat Si pour intégrer directement les lasers sur ce substrat. Nous avons obtenu les premiers lasers GaSb intégrés sur Si fonctionnant en continu à température ambiante vers 1.55 µm. Pour un composant de 1 mm x 10 µm, le courant de seuil est de 300 mA et la puissance optique par facette non-traitée est de 3,2 mW à 500 mA de courant injecté. Ces résultats ouvrent la voie à l’intégration monolithique de lasers III-Sb sur plateformes Si pour des applications télécom.