Download or read book Etudes de l mission thermique et de lasers cascade quantique dans l infrarouge par microscopie optique en champ proche pointe diffusante written by Paul-Arthur Lemoine and published by . This book was released on 2008 with total page 132 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les microscopes en champ proche optique à pointe diffusante conventionnels (aSNOM) se composent généralement de trois éléments indispensables. Une illumination externe de type laser qui permet la génération d’un champ électromagnétique au niveau de la surface de l’échantillon. Une sonde locale de taille sub-longueur d’onde qui diffuse localement les ondes évanescentes présentes sur la surface tout en remplissant son rôle de pointe de microscope à force atomique. Et enfin un détecteur optique. Le tout est supervisé par une électronique de contrôle qui assure l’asservissement de la sonde et ses déplacements. De tels systèmes permettent l’acquisition de la topographie et de la réponse optique d’un échantillon à la longueur d’onde du laser d’excitation avec une résolution proche de 50nm. Nous avons développé un microscope à pointe diffusante opérant dans la gamme d’énergie infrarouge 6μm-12μm et qui fonctionne sans aucune source externe. Dans ce dispositif, baptisé TRSTM (thermal radiation scanning tunnelling microscope), l’échantillon est chauffé jusqu’à une température de 180°C et devient lui-même la source du rayonnement électromagnétique du dispositif. Le TRSTM sonde la densité locale d’états électromagnétiques à la surface de la structure. L’étude d’îlots d’or déposés sur du carbure de silicium (SiC) a permis de révéler par mesure directe la présence de phonons-polaritons sur le SiC et de mettre en évidence la cohérence du rayonnement thermique en champ proche associée à la présence de plasmons de surface sur l’or. Nous avons poussé l’étude en nous intéressant à la dépendance du signal en fonction de la distance pointe – surface et confronté les données expérimenta

Download or read book tude en champ proche optique de sources plasmoniques actives dans l infrarouge et spectroscopie locale de l mission thermique written by Arthur Babuty and published by . This book was released on 2012 with total page 167 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous présentons l'étude en microscopie optique en champ proche à pointe diffusante (a-SNOM) de lasers à cascade quantique (QCLs) spécialement conçus pour la génération électrique de plasmons-polaritons de surface (SPPs) dans le moyen infrarouge. Ces derniers sont générés soit en structurant la surface du ruban du QCL avec un réseau métallique en or, soit par couplage direct à la sortie de la facette du laser avec une piste métallique. Lorsque cette piste est périodiquement structurée, nous montrons qu'il est possible de conférer aux SPPs du moyen infrarouge des propriétés de confinement semblable à celles des SPPs du visible. La structuration de l'extrémité du réseau sous la forme d'une pointe nous a aussi permis de mettre en évidence la concentration de l'énergie des SPPs sur un "point chaud" de taille sub-longueur d'onde. Nous présentons aussi la spectroscopie de l'émission thermique en champ proche réalisée en couplant un a-SNOM, fonctionnant sans illumination externe, avec un spectromètre à transformée de Fourier (FTIR). En investiguant des matériaux polaires présentant des modes de surface appelés phonons-polaritons de surface, nous avons mesuré leurs spectres caractérisés en champ proche par un pic monochromatique. Ce résultat constitue la première démonstration expérimentale de la cohérence temporelle de l'émission thermique en champ proche. Nous montrons sur base d'un modèle théorique développé par nos collaborateurs, que nous mesurons les variations spectrales de la densité locale de modes optiques (LDOS). Ce nouvel instrument nous a permis de développer un nouveau mode de spectroscopie infrarouge résolue spatialement à une échelle sub-longueur d'onde.

Download or read book Etude du confinement optique dans les lasers cascade quantique et applications la d tection written by Virginie Moreau and published by . This book was released on 2008 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis 1994, les lasers à cascade quantique se sont imposés comme la source laser à semiconducteur de choix dans le domaine du moyen et du lointain infrarouge. Comme la plupart des molécules chimiques possèdent des bandes d’absorption entre les niveaux de rotation-vibration qui se situent dans le moyen infrarouge, les lasers à cascade quantique sont particulièrement adaptés aux applications telles que la spectroscopie, la détection de gaz à l’état de traces ou l’imagerie médicale. Une des voies de recherche actives est aujourd’hui leur optimisation en vue de leur miniaturisation et de leur intégration dans des microsystèmes de détection. Ce travail de thèse présente l’étude et l’optimisation du confinement optique vertical dans des hétérostructures lasers à cascade quantique épitaxiées sans couche de confinement supérieure. Ces structures sont intéressantes puisqu’elles sont adaptées à la fois au guide à plasmons de surface et au guide avec un confinement par air. En menant une étude approfondie de la répartition du mode optique et du courant électrique, nous avons conçu des structures originales qui ouvrent notamment de nouvelles perspectives sur l’utilisation de ces lasers pour la détection de fluides. Nous avons également montré que l’observation par microscopie en champ proche est un outil précieux pour la caractérisation et la compréhension des lasers à cascade quantique. Finalement, nous posons les bases nécessaires à la réalisation de matrices de lasers monomodes, utilisant la technologie des cristaux photoniques

Download or read book MICROSCOPIE ET SPECTROSCOPIE LOCALE DANS LE DOMAINE INFRAROUGE written by AGNES.. PIEDNOIR and published by . This book was released on 1994 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS AVONS REALISE UN MICROSCOPE OPTIQUE EN CHAMP PROCHE PERMETTANT UNE SPECTROSCOPIE LOCALE DANS LE DOMAINE INFRAROUGE. CET INSTRUMENT DEPASSE LA RESOLUTION SPATIALE DES MICROSCOPES INFRAROUGES CONVENTIONNELS QUI EST LIMITEE PAR LA DIFFRACTION. POUR FRANCHIR CE SEUIL, IL EST NECESSAIRE DE DETECTER ET D'ANALYSER LE CHAMP PROCHE QUI CONTIENT LES INFORMATIONS SUB-LONGUEUR D'ONDE. AINSI, IL EST POSSIBLE DE DONNER UNE SIGNATURE CHIMIQUE LOCALE DES HETEROGENEITES DE SURFACE. LE PRINCIPE DE CE MICROSCOPE EST BASE SUR LA DIFFRACTION FRUSTREE DE L'ONDE EVANESCENTE QUI EXISTE EN SURFACE D'UN SUBSTRAT ECLAIRE EN REFLEXION TOTALE INTERNE. LA CONVERSION DU CHAMP PROCHE EN CHAMP PROPAGATIF SE FAIT AVEC LA POINTE D'UNE FIBRE OPTIQUE EN VERRE DE FLUORURES. LA RESOLUTION SPATIALE EST EN PARTIE LIMITEE PAR L'EXISTENCE D'UN FOND CONTINU DU AU RAYONNEMENT THERMIQUE ET A LA DIFFUSION. CE PROBLEME A PU ETRE ELIMINE GRACE A DES TECHNIQUES D'OSCILLATION DE LA FIBRE OU DE METALLISATION DES BORDS DE LA POINTE. DES IMAGES DE MOTIFS DE SILICE, D'EPAISSEUR 100 NM, DEPOSES SUR SILICIUM ONT ETE CONSTRUITES AVEC DEUX SOURCES INFRAROUGES INTENSES: UN ARC A CASCADE ET LE LASER A ELECTRONS LIBRES CLIO. LA RESOLUTION SPATIALE EST DE L'ORDRE DU MICRON ; LE CONTRASTE N'EST PAS DIRECTEMENT LIE A LA TOPOGRAPHIE, MAIS PEUT TOUTEFOIS ETRE INTERPRETE DANS LE CADRE DES THEORIES EXISTANTES. DE PLUS, LE SPECTRE INFRAROUGE LOCAL DU DOUBLET D'ABSORPTION CARACTERISTIQUE D'UNE RESINE PHOTOSENSIBLE A PU ETRE OBTENU AVEC UNE RESOLUTION SPECTRALE DE QUELQUES NOMBRES D'ONDE. LES PERSPECTIVES ENVISAGEES POUR AMELIORER LES PERFORMANCES DE CE MICROSCOPE (RESOLUTIONS SPATIALE ET SPECTRALE, EXTENSION DU DOMAINE DE LONGUEURS D'ONDE, ETC) SONT DISCUTEES

Download or read book Etude du gain des lasers cascade quantique dans le moyen infrarouge written by Elsa Benveniste and published by . This book was released on 2009 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis 1994, les lasers à cascade quantique (LCQ) se sont imposés comme la source semiconductrice compacte de choix dans le domaine du moyen et lointain infrarouge. Afin de répondre aux exigences des applications, il est important de dégager les paramètres clés qui gouvernent le gain des LCQ. La première approche de ce travail de thèse consiste à étudier le gain d'un point de vue matériau, pour vérifier sa dépendance avec la masse effective des électrons. La deuxième approche repose sur la mise en place d'un dispositif expérimental original basé sur la mesure de frange Fabry Pérot afin d'obtenir une mesure du gain en fonction du voltage appliqué au dispositif. Ainsi, les paramètres physiques qui régissent le fonctionnement et les performances des LCQ ont été identifiés et analysés: le courant de transparence, les différentes sources de pertes, la température des électrons et du réseau. Pour finir, ces résultats ont permis d'estimer l'inversion de population et de montrer la possibilité de sonder les densités de population des niveaux électroniques pour différentes tensions appliquées mais aussi au cours de l'impulsion laser

Download or read book CONTRIBUTION A L ETUDE D EFFETS THERMIQUES LIES A L EXCITATION LASER DANS UN MICROSCOPE A EFFET TUNNEL written by NATHALIE.. TRANNOY and published by . This book was released on 1997 with total page 234 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DE NOMBREUSES METHODES EXPERIMENTALES DE CHAMP PROCHE UTILISENT DES EXCITATIONS LASER INDUISANT DES EFFETS THERMIQUES NON NEGLIGEABLES QUI SONT SOUVENT IMPARFAITEMENT QUANTIFIES. LA PRESENTE ETUDE S'INTERESSE PLUS PARTICULIEREMENT AU CAS DU MICROSCOPE A EFFET TUNNEL. APRES LA REALISATION DU DISPOSITIF, NOUS AVONS PORTE NOTRE ATTENTION SUR LA POINTE ET L'ECHANTILLON. L'ANALYSE DU DISPOSITIF EXPERIMENTAL ACCOMPAGNE D'UNE METHODE D'ETALONNAGE A PERMIS DE DETERMINER LA GAMME DE FREQUENCES ET LES PARAMETRES DU MICROSCOPE POUR POUVOIR EFFECTUER DES MESURES QUANTITATIVES. NOUS AVONS MONTRE QUE CE DISPOSITIF MESURE LA DILATATION THERMIQUE ALTERNATIVE DE L'ECHANTILLON A L'ECHELLE SUBNANOMETRIQUE. LA MODELISATION EST DEVELOPPEE A PARTIR DE LA RECHERCHE DU CHAMP DE TEMPERATURE PAR LA METHODE DU SPECTRE D'ONDES PLANES POUR ENSUITE DETERMINER LA DEFORMEE THERMOELASTIQUE. LA MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE DE LA POINTE PAR UNE METHODE DE MULTICOUCHE A MIS EN EVIDENCE QUE LA DILATATION DE LA POINTE N'EST PAS NEGLIGEABLE ET QU'ELLE DEPEND DE CERTAINES CARACTERISTIQUES GEOMETRIQUES. IL RESSORT DE L'ANALYSE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX QUE LA POINTE CONTRIBUE AU SIGNAL MESURE DES QU'ELLE EST IRRADIEE. LA PHASE DU SIGNAL PERMET UN DECOUPLAGE NET DES EFFETS DUS A LA POINTE ET A LA SURFACE. UNE ETUDE SUR LE COUPLAGE THERMIQUE ENTRE LA POINTE ET L'ECHANTILLON A MONTRE QUE SON INFLUENCE SUR LE CHAMP DE TEMPERATURE ET SUR SA DILATATION ETAIT FAIBLE DANS NOTRE CONFIGURATION EXPERIMENTALE. MAIS L'INCIDENCE DE CE COUPLAGE SUR LE CHAMP DE TEMPERATURE DE LA POINTE POURRAIT ETRE DETECTEE PAR UNE SONDE DE MICROSCOPIE THERMIQUE A CHAMP PROCHE. DANS NOTRE CAS, ELLE N'INFLUENCE PAS LES MESURES REALISEES AVEC LE MICROSCOPE A EFFET TUNNEL.

Download or read book Etude des structures cascade quantique sous champ magn tique written by Nicolas Péré-Laperne and published by . This book was released on 2008 with total page 163 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail de thèse a porté de façon générale sur l'étude des transitions dans les hétérostructures à cascade. Deux types de structures ont été étudiés, le laser émettant dans la gamme des THz et le détecteur moyen infrarouge. Cette étude a été menée en champ magnétique appliqué perpendiculairement ou parallèlement aux couches des hétérostructures. Dans la première configuration, nous avons observé des oscillations de courant dans les deux types de structures associées dans le cas des lasers à des oscillations de puissance lumineuse ainsi que de courant seuil. Ces oscillations sont la signature de différents processus de relaxation élastiques et inélastiques. Par la quantification de Landau, les temps de vie des électrons sur les niveaux mis en jeu dans les transitions sont modifiés menant à une modulation du courant et de la puissance laser en fonction du champ magnétique. Un modèle a été développé pour en comprendre l'origine. Ce faisant les processus dominants limitant le fonctionnement des lasers ont été mis à jour. Dans le cas des détecteurs, le champ magnétique nous a permis d'étudier toutes les origines du courant d'obscurité et de mettre en exergue les facteurs limitant leur fonctionnement. Un modèle décrivant le transport dans ces structures a été élaboré à partir de cette étude. Enfin, dans la seconde configuration, en champ magnétique appliqué de façon parallèle aux couches des lasers à cascade, nous avons pu mettre en évidence un déplacement relatif des sousbandes de la transition radiative.

Download or read book Spectroscopie dans le domaine temporel et non lin arit s optiques r sonantes des lasers cascade quantique t rahertz written by Julien Madéo and published by . This book was released on 2011 with total page 181 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La gamme térahertz est une région du spectre électromagnétique située à l'interface entre les techniques optiques et électroniques de génération et de détection d'un rayonnement.Elle est qualifiée de fossé technologique THz en raison du manque de dispositifs alors que les applications potentielles concernant cette gamme sont vastes.Cette thèse comporte trois axes de recherches articulés autour d'une source THz prometteuse: les lasers à cascade quantique (LCQ). Ces hétérostructures de semiconducteurs sont des lasers unipolaires dont l'émission repose sur la relaxation d'électrons entre des états confinés de la bande de conduction.Un système de spectroscopie THz dans le domaine temporel, adapté à l'étude du spectre du gain des LCQ THz, a été développé et optimisé. Des sources d'impulsions THz (antennes photoconductrices) ont été réalisées pour ce système permettant d'accéder à une large bande spectrale. Ce système a été employé pour accéder au spectre du gain de LCQ THz, un paramètre clé, et en particulier appliqué à l'étude de LCQ hétérogènes (comprenant plus d'une région active permettant une émission large bande). Ces études ont permis de déterminer les facteurs limitant et d'améliorer leurs dessins, conduisant à un gain large et une émission laser à deux fréquences simultanément. Enfin, les propriétés non-linéaires résonantes de LCQ THz ont été étudiées. Une exaltation de la susceptibilité non-linéaire a été démontrée en accordant un faisceau proche-IR avec des transitions interbandes du LCQ. En combinant cela à la grande puissance THz intracavité, la conversion de l'émission THz du LCQ sur une porteuse optique proche-IR est montrée avec des efficacités élevées (10%).

Download or read book Optique non lin aire r sonante et contr le de la phase des lasers cascade quantique written by Pierrick Cavalié and published by . This book was released on 2013 with total page 194 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les lasers à cascade quantique (LCQ) sont des nanostructures de semiconducteurs se basant sur des transitions intersousbandes entre états confinés de la bande de conduction. Ils ont permis de combler un manque de sources puissantes et compactes d’abord dans le moyen infrarouge (MIR) puis dans le térahertz (THz). Cette thèse présente deux études en rapport avec ces lasers. La première partie présente les propriétés d’optique non-linéaire résonantes des LCQ. Il s’agit de démontrer la génération de différence de fréquences entre un faisceau proche infrarouge (IR) et le champ THz du LCQ. L’excitation proche IR est résonante avec les transitions interbandes des puits quantiques qui composent le LCQ. Ceci exalte la susceptibilité non-linéaire du milieu. Le champ THz intense dans la cavité combiné à cette excitation résonante permet d’obtenir de bonnes efficacités (jusqu’à 0.13%) et de générer des harmoniques supérieures jusqu’à l’ordre 3. Ces interactions non-linéaires ont également été étudiées dans les LCQ MIR ce qui a permis d’augmenter la température de fonctionnement jusqu’à 275 K. Une deuxième partie traite du contrôle de la phase du champ THz d'un LCQ au moyen d'un montage de spectroscopie THz dans le domaine temporel. L'originalité résulte dans l'usage d'un LCQ ayant un guide double métal. Ces guides permettent d'avoir de meilleures performances en température mais ont des dimensions largement sous longueur d'onde. Ces dimensions compliquent le couplage d'une onde THz externe nécessaire à l'amorçage du champ THz du LCQ sur une phase fixe. Des antennes en forme de V sont déposées à la surface du LCQ pour faire une adaptation d’impédance et favoriser ainsi le couplage.

Download or read book Etude de lasers cascade quantique par spectroscopie t rahertz dans le domaine temporel written by Dimitri Oustinov and published by . This book was released on 2011 with total page 156 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail présente une étude de lasers à cascade quantique à l'aide de la spectroscopie THz dans le domaine temporel. Cette technique expérimentale consiste en la détection de champs électriques THz permettant ainsi d’étudier des effets à la fois statiques et dynamiques dans les semiconducteurs. Les lasers à cascade quantique THz sont des structures multipuits considérées comme des dispositifs prometteurs pour combler le manque de sources dans l’infrarouge lointain. Dans l’étude statique, nous avons mesuré le spectre du gain de différents échantillons et avons pu identifier les transitions électroniques intersousbandes responsables du gain et des pertes. Nous avons aussi constaté un rétrécissement du spectre du gain dans ces lasers dont nous expliquons l’origine. Dans l’étude dynamique, nous avons effectué une commutation du gain dans un laser à cascade quantique afin d'exploiter son régime non stationnaire pour amplifier une onde THz dans un milieu présentant un gain élevé sans être limité aux pertes totales au-dessus du seuil. Un interrupteur optique de type Auston a été utilisé pour y parvenir. Finalement, un contrôle électrique du déclenchement d’un laser au-dessus du seuil nous a permis de mesurer l’émission cohérente d’un laser THz par spectroscopie dans le domaine temporel. Le contrôle de la phase du laser a été rendu possible grâce à un amorçage de ce dernier par une impulsion THz à spectre large

Download or read book Applications des lasers cascade quantique puls s l tude de l atmosph re written by Bruno Grouiez and published by . This book was released on 2012 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les travaux présentés dans ce manuscrit concernent l’utilisation des lasers à cascade quantique dans l’infrarouge moyen en vue d’applications atmosphériques. Les deux premières parties du manuscrit présentent le contexte général de la thèse, le principe des lasers à cascade quantique (QCL), ainsi que l’étude de la bande _1 du SO2 autour de 9 μm avec un QCL en régime continu. Au cours de la troisième partie, nous présentons la première méthode que nous avons utilisée en régime pulsé qui est également la plus répandue utilisant des impulsions de courte durée (_10 ns). Nous avons pu alors mettre en évidence, dans le cadre de l’étude de la molécule de NH3, des problèmes liés à l’utilisation de cette technique qui en limite l’intérêt pour des applications en spectroscopie. Dans la quatrième partie, nous présentons la commande des QCL par impulsions longues (> 500 ns) permettant d’obtenir des spectres intra-impulsionnels avec des temps d’enregistrement de l’ordre de la microseconde. Nous avons pu appliquer cette technique pour l’étude du SO2 (à 9 μm) et comparer avec les résultats obtenus en régime continu. La comparaison des deux modes de fonctionnement précédents et leurs limitations nous a amené à proposer un nouveau mode de fonctionnement, utilisant des impulsions de durée intermédiaire (

Download or read book Am lioration des performances des lasers cascade quantique written by Jean-Yves Bengloan and published by . This book was released on 2005 with total page 210 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Room temperature continuous-wave (CW) operation is the crucial milestone that promotes a semiconductor laser from an object of research to a device for the world of technology. To achieve this, it is important to increase the maximum CW operating temperature, and to decrease the electrical injected power. The work presented in this thesis investigates these two points to enhance the performance of quantum cascade lasers (QCLs) emitting at lambda~9μm.Waveguide optimisation has been performed on GaAs-based QCLs, to reduce their threshold current and to improve their efficiency. Owing to waveguides with AlGaAs or GaInP cladding layers, new record performances have been obtained for these type of lasers.Selective current injection, realised by proton implantation, is used on GaAs-based QCLs to reduce their operating current and to improve their thermal properties. This technology has been experimented on InP-based QCLs.The benefit of a thick electroplated gold layer, deposit on the top of the ridge devices to improve the heat dissipation, has been also studied. The performances of the two QCLs materials are compared and their future development perspectives are discussed.

Download or read book R alisation de source lasers monomodes innovantes mettant dans le moyen infrarouge written by Grégory Maisons and published by . This book was released on 2010 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le point central des travaux exposés dans cette thèse est l'étude des réseaux métalliques de surface appliqué au cas des lasers à cascade quantique (LCQ) émettant dans le moyen infrarouge. Nous avons compris les phénomènes physiques mis en jeu dans ce type de structure au moyen de modèles simples qui ont été des outils puissants d'aide à la conception des composants. Les résultats sont confirmés par les études numériques utilisant le formalisme, plus complexe, des matrices S. L'étude de ces réseaux a abouti à plusieurs réalisations : (i) L'élaboration de sources monomodes avec un contrôle précis des longueurs d'onde. L'originalité de ces dispositifs réside dans l'interaction, accompagnée de faibles pertes, du champ électromagnétique avec le métal, ce qui a rendu possible la réalisation de LCQs à contre réaction répartie (DFB) fonctionnant en régime continu, à température ambiante. (ii) Le développement de nouveaux dispositifs, de faible divergence, basés sur une combinaison des réseaux métalliques du premier et second ordre. (iii) La démonstration du fort potentiel d'un LCQ couplé optiquement avec une cavité de haute finesse (OF-CEAS : Optical-Feedback Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy) pour la spectroscopie moléculaire de haute sensibilité. Tous ces développements ont démontré le degré de maturité des réseaux métalliques de surface, bien adaptés aux lasers à cascade quantique pour leur utilisation dans des systèmes de spectroscopie.

Download or read book LASERS INFRAROUGES SEMI CONDUCTEURS A FONTAINE QUANTIQUE written by OLIVIER.. GAUTHIER LAFAYE and published by . This book was released on 2000 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LA FORCE D'OSCILLATEUR GEANTE ASSOCIEE AUX TRANSITIONS INTER-SOUS-BANDES CONSTITUE UN ATOUT ESSENTIEL POUR UN DISPOSITIF EMETTEUR DE LUMIERE. LA POSSIBILITE D'OBTENIR UNE EMISSION INFRAROUGE ENTRE SOUS-BANDES A ETE PROPOSEE EN 1971 PAR KARAZINOV ET SURIS. UNE EQUIPE DES LABORATOIRES DE LUCENT-TECHNOLOGIES A REUSSI A MONTRER POUR LA PREMIERE FOIS EN 1994 L'EXISTENCE D'UNE INVERSION DE POPULATION ENTRE SOUS-BANDES SOUS POMPAGE ELECTRIQUE. CES TRAVAUX ONT ENGENDRE UNE NOUVELLE GENERATION DE LASER DITS A CASCADE QUANTIQUE, OU UN SEUL TYPE DE PORTEUR DE CHARGE, LES ELECTRONS, CIRCULE A TRAVERS LA STRUCTURE EN EMETTANT UN PHOTON DANS CHACUN DES PUITS QUANTIQUES ACTIFS. EN 1995, L'EQUIPE DE L'IEF A PROPOSE UN NOUVEAU MECANISME D'EMISSION INTER-SOUS-BANDES QUI REPOSE NON PAS SUR UNE INJECTION ELECTRIQUE, MAIS SUR UN POMPAGE OPTIQUE DE PUITS QUANTIQUES COUPLES. L'INTERET EST QUE L'ON PEUT SIMPLIFIER LA CONCEPTION ET LA FABRICATION DES ECHANTILLONS. LE PRIX A PAYER EST DE DISPOSER D'UNE SOURCE EXTERIEURE POUR L'EXCITATION OPTIQUE. LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT S'APPARENTE A CELUI D'UNE FONTAINE QUANTIQUE. IL CONSISTE A RECYCLER OPTIQUEMENT LES ELECTRONS ENTRE LES TROIS SOUS-BANDES DE CONDUCTION D'UN PUITS QUANTIQUE, LA TRANSITION ENTRE LES SOUS-BANDES D'ENERGIE SUPERIEURE DONNANT LIEU A L'EMISSION INFRAROUGE. C'EST UN LASER BASE SUR CE PRINCIPE QUE J'AI DEVELOPPE DURANT MA THESE. CETTE THESE CONTIENT UNE ETUDE THEORIQUE DES LASERS UNIPOLAIRES A FONTAINE QUANTIQUE DONT LA DEMONSTRATION EXPERIMENTALE A ETE AU CUR DE MA THESE ET EST DETAILLEE DANS LE CHAPITRE 3. DEUX CHAPITRES SONT CONSACRES AUX SPECIFICITES DE CE NOUVEAU TYPE DE LASER ET LES AMELIORATIONS QUE NOUS AVONS PU Y APPORTER. LES THEMES DE RECHERCHE QUE J'AI ABORDES DURANT CETTE THESE, QUI PEMRETTRONS DE REDUIRE LES LONGUEURS D'ONDE D'EMISSION DES LASERS A FONTAINE QUANTIQUE, SONT RESUMES DANS UN CHAPITRE DE PERSPECTIVES.

Download or read book Spectrom trie infrarouge et d tection de gaz l aide de lasers cascade quantique written by Agnès Grossel and published by . This book was released on 2007 with total page 212 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse, réalisé au sein du Groupe de Spectrométrie Moléculaire et Atmosphérique (GSMA) de Reims et plus précisément dans l'équipe Spectroscopie Laser Infrarouge, est consacré à l'étude des possibilités offertes par les lasers à cascade quantique pour la détection de très faibles concentrations de gaz et pour la mesure de paramètres moléculaires. Cette thèse peut donc se diviser en trois parties : la première présente brièvement un bilan des sources infrarouges accessibles actuellement et des méthodes de détection de gaz avec ces sources ; l'intérêt des lasers à cascade quantique est souligné. La deuxième partie de cette thèse présente les méthodes de mesure de paramètres spectroscopiques avec des diodes laser ou des lasers à cascade quantique. J'ai appliqué ces méthodes à des mesures de paramètres spectroscopiques de composés d'intérêt atmosphériques : dioxyde de carbone et protoxyde d'azote. Ces mesures correspondent à des besoins réels pour l'analyse de mesures atmosphériques (dans le cas du N2O, pour les mesures de profils atmosphériques lors de campagne ballon de l'instrument SPIRALE du Laboratoire de Physique et Chimie de l' Environnement-LPCE, et dans le cas du CO2 pour vérifier des mesures LIDAR effectuées par le Laboratoire de Météorologie Dynamique-LMD de Palaiseau). Les lasers à cascade quantique ont également été utilisés pour réaliser des mesures à très haute sensibilité de gaz. Ils ont été couplés avec un détecteur photoacoustique développé au GSMA et l'optimisation de ce système a permis d'obtenir des limites de détection de l'ordre du ppb ou de la dizaine de ppb pour plusieurs composés atmosphériques : méthane, protoxyde d'azote, oxyde nitrique

Download or read book IMAGERIE INFRAROUGE PAR MICROSCOPIE EN CHAMP PROCHE OPTIQUE written by AHMED.. LAHRECH and published by . This book was released on 1999 with total page 144 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES TECHNIQUES DE MICROSCOPIE DE PROXIMITE (AFM, STM, AFM,) ONT MONTRE UNE CAPACITE DE CARACTERISATION A L'ECHELLE ATOMIQUE ET DONNENT ACCES A DES INFORMATIONS TOPOGRAPHIQUES, DE REPARTITION DE CHARGES OU DE DOMAINES MAGNETIQUES. CEPENDANT, PAR UNE EXCITATION OPTIQUE D'AUTRES MECANISMES DE CONTRASTES SONT ACCESSIBLES TELS QUE ABSORPTION, POLARISATION ET REFLECTIVITE. DANS CE TRAVAIL NOUS UTILISONS UNE SONDE SANS OUVERTURE (UNE POINTE METALLIQUE) POUR DIFFUSER LOCALEMENT LE CHAMP ELECTROMAGNETIQUE A LA SURFACE DE L'ECHANTILLON. CE DERNIER ETANT ECLAIRE DANS LE DOMAINE SPECTRAL DE L'INFRAROUGE MOYEN A UNE LONGUEUR D'ONDE = 10,6 M. LA RESOLUTION DES IMAGES OBTENUES DEPEND ALORS DE LA TAILLE DE L'EXTREMITE DE LA SONDE. ELLE EST DE L'ORDRE DE 17 NM. POUR ILLUSTRER LES POTENTIALITES DU MONTAGE REALISE, NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DE TROIS TYPES DE MATERIAUX. NOUS AVONS EFFECTUE UNE EXPERIENCE SUR UN ECHANTILLON DE SILICIUM DOPE BORE PAR IMPLANTATION IONIQUE SELECTIVE ELLE A PERMIS DE DEMONTRER QUE LE CONTRASTE OPTIQUE EN CHAMP PROCHE EST DU A LA VARIATION SPATIALE DE L'INDICE POUR UN ECHANTILLON NE PRESENTANT PAS DE STRUCTURE TOPOGRAPHIQUE. L'ETUDE D'UN MATERIAUX SUPRACONDUCTEUR A HAUTE TEMPERATURE CRITIQUE L'YBA 2CU 3O 6 + X, A REVELE DES STRUCTURES FINES RELIEES A UNE VARIATION LOCALE DU TAUX D'OXYGENE A UNE ECHELLE INFERIEURE A 100 NM. ENFIN, NOUS AVONS OBTENU LA REPONSE OPTIQUE D'UNE COUCHE D'AGREGATS D'OR DE QUELQUES NANOMETRES SUPPORTES EN MATRICE D'ALLUMINE. NOUS AVONS, DANS CE DERNIER CAS, ENREGISTRE DES CHUTES TRES LOCALISEES DU SIGNAL OPTIQUE, EN ACCORD AVEC LES PREDICTIONS THEORIQUES RECENTES.

Download or read book tude physique des limites en puissance des lasers cascade quantique written by Ezzedine Ouerghemmi and published by . This book was released on 2011 with total page 198 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse concerne l'étude théorique et expérimentale des limitations de la puissance de sortie des lasers à cascade quantique (LCQ). Nous y exposons une modélisation globale de leurs propriétés électro-optiques. Le fonctionnement du laser est décrit en incluant la structure électronique, les mécanismes de diffusion responsables des transitions non radiatives des électrons et le couplage électron- photon de la cavité. Ce modèle nous a permis de reproduire avec succès l'ensemble des caractéristiques (courant et puissance optique en fonction de la tension appliquée) d'un LCQ sur un large domaine de température de fonctionnement. Dans un premier temps, ce modèle a été utilisé pour le calcul de la température électronique dans les LCQ. Il en ressort que la diffusion par des phonons-LO est le seul mécanisme avec lequel le gaz d'électrons peut transférer son énergie vers le réseau. Les mécanismes élastiques de diffusion sont des sources d'énergie pour le gaz d'électrons. Deux paramètres physiques permettent de décrire complètement le comportement de la température électronique dans le composant : la résistance thermique électronique de l'hétérostructure et le coefficient de couplage courant température électronique. Ensuite, l'étude du couplage des électrons avec les photons de la cavité montre que ce couplage peut modifier notablement la distribution électronique sur les niveaux énergétiques. Le gain de la zone active du laser diminue avec la densité de photons. Cet effet appelé saturation de gain joue un rôle important sur les performances des LCQ. La minimisation de cet effet peut augmenter la puissance maximale de sortie du laser d'un facteur deux. Cette étude nous a permis de proposer de nouveaux dessins de zone active ayant des performances améliorées. La fabrication de certaines de ces structures a permis de valider l'approche que nous avons suivie pour améliorer les performances de ce type de laser.