Étude Comparative Des Lasers Inter-bandes Et Inter-sous-bandes À Nanostructures D’antimoniures De Semi-conducteurs Iii-sb Pour Applications Mir Et Thz

Résumé: Dans ce travail, nous procédons à une étude théorique comparative des lasers inter-bandes et inter-sous-bandes à nanostructures d’Antimoniures de semi-conducteurs III-Sb pour applications optiques en Moyen Infrarouge (MIR) et en oscillateurs hyper-fréquences Téra-Hertz (THz). Ces lasers à semi-conducteurs de la famille des antimoniures présentent un grand potentiel pour divers domaines d’applications: environnementales, industrielles, militaires et biomédicales. L’objectif de ce travail est d’optimiser les performances de ces types de lasers en termes de Longueur d’onde d’émission Laser, de Gain, de Densité de courant de seuil, de Puissance, …, en vue des applications dans le domaine MIR et THz. Au chapitre I, nous étudions les propriétés des matériaux et hétéro-structures à base d’antimoniures. Nous montrons l’intérêt d’utiliser de telles hétéro-structures à base du quinaire GaxIn1-xAsySb1-y/AlxGayIn1-x-yAszSb1-z pour les lasers. Au chapitre II, nous procédons à une étude d’optimisation des lasers inter-bande à puits quantique de type I à base d’arséniures d’antimoniures. Il s’agit d’optimiser les paramètres du laser : le Gain optique et la Densité de courant de seuil du laser. Au chapitre III, nous procédons à une étude d’optimisation d’un autre genre de lasers de type I, à puits quantique, mais à base de matériaux dilués de nitrures d’antimoniures soit : Ga1-xInxNySb1-y/AlxGa1-xNySb1-y. Au chapitre IV, nous étudions les Lasers à Cascade Quantique (LCQ) à transition inter-sous-bandes à base du système GaxIn1-xAsySb1-y/AlxGayIn1-x-yAszSb1-z. Nous montrons que ce système permet l’émission dans toute la gamme du MIR et dans le domaine du THz. Nous présentons les calculs effectués sur l’optimisation de la structure laser LCQ en termes de Gain optique et Densité de courant de seuil de ce système. Au chapitre V, nous étudions les effets de contrainte et de non-parabolicité sur les propriétés des lasers. Nous montrons une influence importante de la contrainte et de non-parabolicité d’une part sur les paramètres du laser inter-bande à puits quantiques et d’autre part sur les propriétés du laser intra-bande à cascade quantique à base de GaxIn1-xAsySb1-y/ AlxGayIn1-x-yAszSb1-z.

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