Letteratura scientifica selezionata sul tema "Dispositifs opto-électroniques"

Ce travail concerne la simulation des phenomenes physiques resultant des processus de relaxation elastique dans les dispositifs a heterostructures contraints. Il s'agit d'une part de modeliser les processus de relaxation elastique des contraintes a la peripherie des composants opto-electroniques, et d'autre part, d'exploiter ces modelisations pour la mise en uvre d'un nouveau procede de modulation laterale des proprietes electro-optiques, fonde sur la relaxation elastique controlee de couches contraintes micro-usinees. Des outils de simulation mecanique, electronique et optique ont ete developpes. Deux approches sont menees suivant le semiconducteur etudie. Pour des materiaux homogenes, une chaine de modelisation mecano-optique permet de determiner, en tout point, les proprietes electroniques et optiques. Par contre, pour une heterostructure, du fait des phenomenes de quantification, le traitement electro-optique reste specifique a la structure etudiee. Ces outils ont ete valides a travers l'etude theorique et experimentale par imagerie de photoluminescence de rubans volumiques contraints. Leur intensite montre qu'il est necessaire de prendre ces effets en compte dans la conception des dispositifs. Des simulations, appuyees par des etudes experimentales, ont egalement permis de mettre en evidence des confinements lateraux a l'echelle quantique lors de la relaxation de rubans comprenant un puits quantique contraint d'une part, et de la relaxation elastique tridimensionnelle de couches contraintes d'autre part. Dans le premier cas, les proprietes electro-optiques sont modifiees lateralement par l'apparition de fils quantiques sur les bords du ruban. Dans le second cas, le champ piezo-electrique induit par la relaxation elastique cree des boites quantiques pres des coins des structures. Les proprietes electro-optiques laterales sont alors sensiblement modifiees.

Le domaine des fréquences térahertz (THz) est défini usuellement entre 0,1 et 10 THz. Grâce à l'avènement des lasers impulsionnels femtosecondes dans les années 1990, des sources et des détecteurs optoélectroniques THz ont été développés. Ces dispositifs optoélectroniques THz utilisent essentiellement une couche active en GaAs à basse température de croissance. Ce matériau implique l'usage d'une longueur d'onde des faisceaux optiques d'excitation autour de 800 nm. Décaler la longueur d'onde des faisceaux optiques d'excitation vers les longueurs d'onde télécom où il existe un large choix de sources compactes et relativement peu onéreuses représente un enjeu majeur pour accompagner la diffusion des systèmes THz modernes. C'est ainsi que ce travail de thèse a d'abord été consacré à l'étude de propriétés optiques et électriques d'une structure constituée d'un super-réseau d'In0,509 Ga0,491 As / In0,509 Ga0,491 As1-x Nx. A la suite d'optimisations, le temps de vie de porteurs est réduit à des valeurs picosecondes. Nous avons également développé un système de spectroscopie THz dans le domaine temporel utilisant des impulsions optiques à 1550 nm. L'émission THz est réalisée à l'aide d'une antenne photoconductrice en In0,53 Ga0,47 As irradié par des ions et la détection THz exploite la modulation de phase d'un faisceau optique au sein d'un cristal électro-optique de DAST. Ce système présente des composantes spectrales jusqu'à 5 THz avec une dynamique maximale de 40 dB. Enfin, nous avons démontré la transcription d'une modulation GHz d'une porteuse optique télécom vers une porteuse THz, premier pas vers la réalisation d'une ligne de transmission sans fil sur porteuse THz
Terahertz (THz) radiation typically corresponds to the frequencies included between 100 GHz and 10 THz. Interest for these electromagnetic waves has risen dramatically since the advent of femtosecond lasers and THz optoelectronic sources and detectors in the 1980s. Ln our days, THz optoelectronic devices are mainly made with Low-Temperature Growth GaAs. This material implies the use of optical excitation wavelength around 800 nm. Ln order to improve the performances of THz systems, one way is to use lasers which are more stable and give access to fiber technology. Wide choices of such sources exist at the telecom wavelength and can contribute to the diffusion of modern THz systems. It is in this context that we studied optical and electric properties of Ga0,491 In0,509 As / Ga0,491 In0,509 Nx As1-x superlattice structures grown on InP substrate. By optimizing the N concentration of the Ga0,491 In0,509 Nx As1-x layers, we reduced the carrier lifetime down to picosecond values. We also realized a THz time domain spectroscopy system using optical pulses at the telecom wavelength. The emitter is an ion-irradiated Ga0,47 In0,53 As photoconductive antenna and the detector is based on the detection of the phase modulation of an optical probe beam into an electro-optic DAST crystal. This system shows frequencies up to 5 THz with a maximum dynamic of 40 dB. At last, we have demonstrated the efficient transfer of a gigahertz modulation from an optical carrier at telecom wavelengths to a free space terahertz beam. This demonstration is the first step toward the realization of a wireless transmission onto a THz carrier

Les nanocristaux semi-conducteurs colloïdaux sont devenus durant ces trente dernières années une classe de matériaux pouvant adresser de nouvelles solutions technologiques pour un grand nombre d’applications : diodes électroluminescentes, panneaux solaires, photodétecteurs infrarouges, systèmes d’imagerie médicale, etc. Néanmoins ces nanocristaux sont confrontés à une faible stabilité de leurs propriétés opto-électroniques face à des contraintes externes (chaleur, lumière, humidité, oxygène), limitant leur utilisation dans de nombreuses applications. Il est donc aujourd’hui nécessaire d’étudier les phénomènes physico-chimiques à l’origine des dégradations des nanocristaux sous contraintes externes et de proposer des solutions pour améliorer leur stabilité. L’objectif premier de cette thèse a été de développer une encre de quantum dots de sulfure de plomb (QDs PbS) pour une intégration dans un photodétecteur proche infrarouge, avec des propriétés opto-électroniques stables sous contrainte thermique (150 °C pendant 3 h). Une étude sur des films de QDs PbS stabilisés par des ligands halogénés, NH4I et PbX2 (X = I, Br), a d’abord été réalisée. Les propriétés optiques et de photoconductions se dégradent rapidement sous l’effet de la chaleur, principalement à cause de la formation d’une phase parasite de Pb5S2I6 et à la coalescence des nanocristaux. Une encre de QDs PbS stabilisés par des précurseurs de pérovskite de CsPbI3 a par la suite été développée. Cette formulation permet d’obtenir des films de nanocristaux plus stables thermiquement, avec des propriétés optiques, structurales et de photoconductions mieux conservées. Ces films de QDs PbS-CsPbI3 ont pu être intégrés dans un photodétecteur proche infrarouge (940 nm) type photodiode, démontrant une efficacité quantique externe de près de 49 % et un courant d’obscurité de 10-5 A/cm2, après avoir subi le traitement thermique de 150 °C pendant 3 h. En dernier lieu, une méthode d’encapsulation par atomisation-séchage de nanocristaux de pérovskite CsPbBr3 dans des billes de polymère acrylates est présentée. Les billes composites possèdent un rendement quantique de photoluminescence de 35 % avec un pic de fluorescence à 518 nm et une largeur à mi-hauteur de 22 nm. L’encapsulation des nanocristaux permet une amélioration de leur photostabilité, avec une émission stable après 200 h sous illumination continue dans un dispositif convertisseur de lumière LED/nanocristaux
Colloidal semiconductor nanocrystals have become during the last thirty years a class of materials that can address new technological solutions for many applications, such as light emitting diodes, solar cells, infrared photodetectors, medical imaging systems, etc. Nevertheless, these nanocrystals suffer from poor stability against external stress (heat, light, humidity, oxygen), limiting their use in many applications. Today, it is therefore necessary to study the physicochemical phenomena at the origin of their degradation and to propose new solutions to improve their stability. The main objective of this thesis was to develop an ink of lead sulfide quantum dots (PbS QDs) for a near-infrared photodetector, with stable optoelectronic properties under thermal stress (150 °C for 3 h). The manuscript first presents a study of nanocrystals films made of PbS QDs capped with halide ligands, NH4I and PbX2 (X = I, Br). The optical and photoconductive properties degrade rapidly under the effect of heat, mainly because of the formation of a Pb5S2I6 parasitic phase and of the coalescence of the nanocrystals. An ink of PbS QDs stabilized by CsPbI3 perovskite precursors was subsequently developed. This formulation provides more thermally stable nanocrystal films with better preserved optical, structural and photoconductive properties. These PbS-CsPbI3 QDs films were integrated into a near-infrared (940 nm) photodiode-type photodetector, demonstrating an external quantum efficiency of nearly 49% and a dark current of 10-5 A/cm2, after undergoing the thermal treatment of 150 °C for 3 h. Finally, a spray-drying polymer encapsulation method for CsPbBr3 perovskite nanocrystals is presented. The composite beads, made of acrylate-based polymers, possess a photoluminescence quantum yield of 35% with a fluorescence peak at 518 nm and a half-value width of 22 nm. The encapsulation of the nanocrystals allows an improvement of their photostability, with a stable green emission after 200 h under continuous illumination in an LED/nanocrystal downconverter device

Dans un contexte technologique où le degré d'intégration des circuits en micro et optoélectronique est de plus en plus fort, il apparaît nécessaire aux concepteurs de ces circuits de disposer d'outils de simulation complets permettant non seulement d'étudier le fonctionnement des différents éléments constitutifs des sous-systèmes qu'ils réalisent, mais également d'évaluer les performances globales de l'ensemble. Ce travail de thèse porte sur l'élaboration de modèles de composants optoélectroniques en utilisant le langage VHDL-AMS, langage particulièrement bien adapté à la modélisation de systèmes multi-domaines en intégrant les différentes contraintes : l'électronique, l'optique, la thermique ou la mécanique. Ce langage offre aussi la possibilité de modéliser à différents niveaux d'abstraction un même système. Notre travail se situe dans le contexte du projet SHAMAN, dont le but était de modéliser chaque composant d'un microsystème opto-électronique à haut débit, courte distance et à fortes interactions thermiques et mécaniques. La mise en oeuvre d'une méthodologie de modélisation hiérarchique permettant de commuter entre deux conceptions ascendante et descendante amène à des solutions optimales en termes de performances, de coût et de temps de conception : ceci en ré-utilisant des composants virtuels dont l'utilisation est régie par des règles de propriétés intellectuelles (IP)
In a technological context in which the integration degree in micro and optoelectronic circuits increases more and more, it becomes necessary for the designers to get complete simulation tools, in order to study not only the behavior of different constitutive elements of sub-systems that they design, but also to evaluate global performances of the system. This thesis work concerns the design of opto-electronic component models, by using VHDL-AMS language. This language is very convenient for multi-domain modelling : electronics, optics, thermics or mechanics. It gives also the capability to get models at different abstraction levels in the system. Our work is a part of SHAMAN project. Its objective is to model every component of an opto-electronic system with the conditions of high speed, short distance, and strong thermal and mechanical interactions. The methodology used is hierarchical, combining top-down and bottom-up design flow in order to get optimal solutions about performances, cost and design time, and by re-using virtual components following intellectual property rules (IP)

Parmi les techniques d'imagerie optiques utilisées en milieu clinique, la principale limitation est la faible résolution lorsque la profondeur d'examen dépasse quelques mm. Cette limite de résolution ne permet pas à l'heure actuelle de concurrencer les techniques d'imagerie médicales permettant de réaliser un examen du corps dans son intégralité (Rayons X, IRM, Scanner). Dans ce cadre, l'imagerie acousto-optique présente plusieurs avantages: elle permet de mesurer des propriétés optiques utiles pour la détection de tumeur, à la résolution spatiale des ultrasons. Cependant, les dispositifs de détection utilisés présentent un manque de sensibilité et de rapidité qui freinent le transfert de cette technique en milieu clinique.Ce constat nous a conduit à étudier les caractéristiques intrinsèques du signal acousto-optique afin de proposer deux architectures de pixels basées sur des technologies CMOS. La première architecture, totalement analogique, présente des caractéristiques de vitesse d'acquisition compatibles avec le temps de corrélation des milieux biologiques (<1 ms)et un pré-traitement du signal utile. La seconde architecture intègre une fonction de conversion analogique-numérique de manière à simplifier le montage optique, et traiter le signal plus efficacement.Par ailleurs, le contrôle de la phase en plusieurs points du front est essentiel pour refocaliser les signaux lumineux. Pour contourner les limitations de vitesse des dispositifs de contrôle adaptatif de phase de l'état de l'art, nous avons développé un dispositif monolithique constitué de l'empilement physique d'un modulateur de lumière en phase, à cristaux liquides, sur un circuit CMOS constitué d'une matrice de photo-détecteurs et de circuits de traitement afin de permettre le contrôle de front d'onde dès son acquisition. Le dispositif opto-électronique a été proposé et couplé à la première architecture électronique. Il permet de réaliser une opération sur la phase de l'onde lumineuse en chaque pixel (conjugaison de phase par ex.) en parallèle sur les pixels d'une matrice, dans un intervalle de temps inférieur au temps de corrélation des milieux biologiques
Among the optical medical imaging techniques used in medicine, the main limitation is the low resolution at a penetration depth greater than a few mm. This limitation does not allows competing with the standard imaging techniques such as X rays or RMI based imaging. In that scope, the acousto-optical imaging features several advantages: it allows measuring an optical contrast useful to detect tumors, in conjunction with the spatial resolution of ultrasound. However, the state of the art detecting devices feature a lack of sensitivity, which prevent its transfer to medical practitioners.This leads us to study the intrinsic features of the acousto-optical signal in order to propose two CMOS pixel architectures. The first one, fully analog, is compliant with the correlation time of biological tissue (1 ms typ.) and features an analog processing of the relevant signal. The second one is based on a digital pixel which contains an analog to digital converter, allowing simplifying the optical setup and increasing the robustness of the processing.In addition, related to the recent progress in wavefront control, an opto-electronic device, coupled with the first pixel architecture, has been proposed. It allows performing an optical phase operation (e.g. phase conjugation) in parallel on a pixels array, within the correlation time of biological media. Thus, this monolithic device circumvents the speed limitations of state of the art setup by a physical stacking of a liquid crystals spatial light modulator over a CMOS image sensor

Les dichalcogénures de métaux de transition (TMD) sont une famille de semi-conducteurs qui présentent un gap direct lorsque leur épaisseur est réduite jusqu'à la monocouche, ce qui leur confère des propriétés optiques et électroniques exceptionnelles, notamment une luminescence avec un rendement élevé. La technique d'émission de lumière dans un microscope à effet tunnel (STM-LE) est utilisée pour étudier l'émission de photons de ces monocouches. Cette technique originale consiste à injecter grâce au courant tunnel des porteurs de charges de manière très locale dans des monocouches de TMD. Cela conduit à la création d'excitons, paires électrons-trous liées par des forces de Coulomb, au sein de la monocouche. Ces excitons vont se désexciter en émettant des photons dont l'énergie correspond au gap direct du semi-conducteur. Ce phénomène de luminescence est mis en évidence expérimentalement en utilisant un microscope STM couplé à un dispositif de détection optique, ce qui permet une analyse de l'émission de photons à la fois sur le plan spectral et spatial avec une résolution nanométrique. Le couplage électromagnétique des monocouches de TMD avec leurs substrats métalliques donne naissance à des structures hybrides métal/semi-conducteur dont les propriétés optiques et électroniques sont étudiées. La nature du substrat (plasmonique ou non) et sa morphologie (uniforme ou nanostructurée) jouent un rôle essentiel tant sur l'intensité que sur la distribution spectrale de la luminescence émise. En effet, lorsque des substrats plasmoniques sont utilisés, le mécanisme d'émission lumineuse implique le couplage électromagnétique entre des modes plasmoniques excités par le courant tunnel et les excitons confinés au sein de la monocouche de TMD. Cette interaction donne lieu à une émission de photons plus efficace. En jouant avec la morphologie de ces substrats, il est possible d'ajuster ce couplage afin d'obtenir une amplification ou une atténuation de l'émission de lumière. Sachant que l'interaction électromagnétique entre plasmons et excitons joue un rôle important dans la luminescence des monocouches dans le cas d'une jonction STM hybride TMD/métal plasmonique, des simulations numériques électromagnétiques sont réalisées via la méthode DDA (Discrete Dipole Approximation). Dans ces simulations, les effets quantiques du courant tunnel sont pris en compte en utilisant le modèle Quantum Corrected Model. Les modes électromagnétiques présents dans la jonction et leur dépendance vis-à-vis des paramètres tunnel (distance pointe-surface et tension de polarisation) sont mis en évidence à partir de la simulation de la réponse optique de la jonction à une onde excitatrice incidente. En particulier, les modes "gap plasmon" et le couplage plasmon-exciton de type Fano se produisant à l'interface entre la monocouche et le substrat plasmonique sont mis en évidence. L'influence de la morphologie du substrat sur les propriétés de ces modes a également été analysée. En s'inspirant des modèles théoriques de l'émission de lumière dans des jonctions STM purement métalliques proposés dans la littérature, un modèle est développé afin d'obtenir des spectres théoriques de luminescence d'une jonction STM hybride TMD/métal plasmonique. Ce modèle prend en compte les propriétés optiques et électroniques de la monocouche, ainsi que le courant tunnel, source d'excitation à l'origine du phénomène de luminescence. De plus, en utilisant les résultats obtenus à partir des simulations numériques, le couplage électromagnétique entre les excitons confinés dans la monocouche de TMD et les plasmons excités dans la nanocavité formée par la configuration pointe-surface du STM est également considéré. Pour finir, l'effet de la morphologie du substrat sur l'émission de lumière est étudié de manière théorique. Ces résultats sont comparés aux résultats expérimentaux afin de valider le modèle présenté
Transition metal dichalcogenides (TMDs) are a family of semiconductors that exhibit a direct bandgap when their thickness is reduced to a monolayer, giving them remarkable optical and electronic properties, including high-efficiency luminescence. Photon emission from these monolayers is investigated using the STM-LE (Light Emission induced by Scanning Tunneling Microscopy) technique. This innovative method involves the localized injection of charge carriers into TMD monolayers through the tunneling current. This process results in the formation of excitons, electron-hole pairs bound by Coulomb forces, within the TMD monolayer. These excitons decay radiatively emitting photons whose energy corresponds to the direct bandgap of the semiconductor. This light emission process is experimentally studied using an STM microscope combined with a light detection system, enabling spectral and spatial analysis of the photon emission with nanometer-scale resolution. The electromagnetic interaction between TMD layers and their metallic substrates leads to the formation of hybrid metal-semiconductor structures, the optical and electronic properties of which are under investigation. The nature of the substrate (plasmonic or non-plasmonic) and its morphology (uniform or nanostructured) play a crucial role in both the intensity and spectral distribution of the emitted photons. Indeed, for plasmonic substrates, the photon emission process involves the electromagnetic coupling between plasmon modes excited by electron tunneling and excitons confined within the TMD monolayer. This interaction leads to an enhancement of the photon emission. Moreover, by tuning the morphology of the substrate, it becomes possible to modify this coupling and thus, the photon emission rate. Considering the significant role of the electromagnetic interaction between plasmon modes and excitons in the luminescence from TMD monolayers within a hybrid TMD/metal-plasmonic STM junction, electromagnetic numerical simulations are carried out using the DDA (Discrete Dipole Approximation) method. These simulations account for electron tunneling using the Quantum Corrected Model. By simulating the optical response of the junction to an incident excitation wave, the electromagnetic modes within the junction and their dependence on the tunneling parameters, such as tip-surface distance and bias voltage, are investigated. In particular, gap plasmon modes and the Fano-type plasmon-exciton coupling at the interface between the monolayer and the plasmon substrate are pointed out. Furthermore, the role of substrate morphology on the properties of these modes is also addressed. Based on theoretical models describing the light emission taking place in purely metallic STM junctions proposed in the literature, a model is developed to compute theoretical light emission spectra for a hybrid TMD/plasmonic-metal STM junction. This model takes into account the optical and electronic properties of the TMD monolayer, and the electron tunneling as the excitation source at the origin of the light emission phenomenon. In addition, using the results obtained from the numerical simulations, the electromagnetic coupling between the excitons confined in the TMD monolayer and the plasmons excited in the nanocavity formed by the tip-surface configuration of the STM is also considered. Finally, the effect of the substrate morphology on the light emission is studied theoretically. These results are compared with the experimental findings in order to validate the model presented

Cette thèse concerne le développement de futurs appareils, systèmes et réseaux prenant en charge l’internet haute vitesse, sans fil 5éme g´enération (5G). La demande de débit très élevé nécessite une bande passante suffisante, et ainsi la bande de fréquence millimetrique (mm-wave) a beaucoup d’intérêt. Un certain nombre de technologies devront converger, coexister et interagir, et surtout, coopérer, si cette vision doit être efficace et rentable. Le concept principal de cette de 5G est l’intégration de réseaux de fibre optique et Les réseaux radio grâce à la technologie Radio-sur-Fibre (RoF) aux fréquences d’onde millimetriques, pour fournir des services à large bande passante et permettre des réseaux évolutifs et gérables sans structure d’interface très complexe et multiples protocoles superposés.Dans cette thèse, les systèmes de communication RoF à ondes millimetriques sont théoriquement étudiés et démontrés expérimentalement pour étudier les altérations du système. Le travail présenté dans cette thèse est axé sur le bruit optique représenté par le bruit de phase et d’intensité induit par la source optique et la dispersion chromatique introduite par la fibre optique. Le bruit optique est analysé et mesuré pour différentes techniques de génération optique. Deux dispositifs différents de conversion, un mélangeur et un détecteur d’enveloppe sont, appliqués pour le traitement du signal et pour décorréler la phase et le bruit d’intensité. Nous souhaitons souligner que cette étude et le modèle peuvent s’appliquer à tout type de système de génération optique hétérodyne et à toute gamme de fréquences. La corrélation entre les modes optiques en peigne à fréquence optique est examinée pour montrer l’impact de la dispersion chromatique. Cette thèse présente la distribution d’énergie des ondes millimetriques et son influence sur la portée des fibres et la façon dont l’effet de dispersion chromatique sur le réseau RoF depend des paramètres de dispersion. Ensuite, cette thèse démontre comment la décorrélation de la phase optique induite par la dispersion chromatique entraîne un bruit de partition de modes dans les réseaux de communication RoF à ondes millimétriques.Lors de la transmission de certains types de données sur le système, les résultats démontrent l’impact du bruit optique et de la dispersion chromatique sur le qualité du signal. Les résultats de simulation sont présentés et sont en très bon accord avec les résultats expérimentaux. La grandeur du vecteur d’erreur evaluée par en processus en ligne montre l’impact des altèrations du système sur les performances du système. Le débit de données et l’évolution du système présentée sont en conformité avec les normes de communication comme à ondes millimétriques
This thesis is for the development of future devices, systems and networks supporting the 5th Generation (5G) high-speed wireless internet. The demand for very high bit rate requires a sufficient large bandwidth, and therefore Millimeter-Wave (mm-wave) frequency band has a lot of interest. Several number of technologies will need to converge, co-exist and interoperate, and most importantly, cooperate, if this vision is to be efficiently and cost-effectively realized. The main concept within this next 5G is the integration of optical fiber networks and radio networks through Radio-over-Fiber (RoF) technology at mm-wave frequencies, to provide high-bandwidth front/backhaul services and enable scalable and manageable networks without a highly complex interface structure and multiple overlaid protocols.In this thesis, the mm-wave RoF communication systems are theoretically studied and experimentally demonstrated to investigate the system impairments. The work presented in this thesis is focused on optical noise represented by phase and intensity noise induced by optical source and chromatic dispersion introduced by optical fiber. The optical noise is analyzed and measured for different optical generation techniques. Two different down-conversion stages, mixer and envelope detector, are applied for signal processing and to decorrelate phase and intensity noise. We would like to highlight that this study and the model can be applicable toany kind of optical heterodyne generation system and any frequency range. The correlation among optical modes in optical frequency comb is examined to show the impact of chromatic dispersion. This thesis also exhibits the mm-wave power distribution over fiber span and how the chromatic dispersion effect on the RoF network is modified by varying dispersion parameters. Then, this thesis demonstrates how the optical phase decorrelation induced by chromatic dispersion results in mode partition noise at mm-wave RoF communication networks.When transmitting some types of data over the system, the results demonstrate the impact of optical noise and chromatic dispersion on the signal quality. The simulation results are presented and are in very good agreement with experimental results. The error vector magnitudethrough online process shows the impact of the system impairments on the system performance. The data rate and system evolution are compliance with communication standards at mm-wave

Les travaux de thèse présentés en ce mémoire ont comme objectif principal le développement des sources lasers à semi- conducteurs en cavité verticale sur substrat InP, intègrent des régions actives à nanostructure quantiques, et émettent à des longueurs d’onde “télécom” (1550-1600 nm). Le développement d’un nouveau procédé technologique pour la réalisation de composants VCSEL compactes est détaillé. Ce procédé (nommé TSHEC) a été utilisé pour réaliser des émetteurs VCSELs en pompage optique sur plateforme hôte Si, ayant des performances très satisfaisantes. Ce même procédé a été adapté à la réalisation de VCSELs en pompage électrique, avec une étude préliminaire de la section de confinement électrique basée sur une BTJ en InGaAs, et le développement d’un nouveau jeu de masque dédié. Grace à la mise au point de la technologie des μ-cellules à cristaux liquides réalisé en partenariat avec LAAS, IMT Atlantique et C2N, on a pu adapter le procédé TSHEC pour la réalisation de dispositifs accordables. Une photodiode accordable autour de 1.55 μm a été réalisée, et des émetteurs VCSELs accordables basés sur la même technologie sont actuellement en cours de développement. Dans ces travaux on a également abordé le développement des VECSELs à base de bâtonnets quantiques InAs et émettent à 1.6 μm. Un premier dispositif a été réalisé et caractérisé en régime multimode et mono-fréquence. Finalement, la réalisation d’un banc expérimental pour la mesure directe de la constante de couplage dans des VECSELs bi-fréquence a été détaillée. Ce banc a permis de quantifier précisément le couplage existant entre deux états propres orthogonaux d’un VECSEL à puits quantiques émettent à 1.54 μm, et prochainement permettra la même étude dans des structures anisotropes, tels quels les bâtonnets quantiques ou le boites quantiques, dans le but d’investiguer l’effet de l’élargissement inhomogène présenté par ces milieux à gain en termes de couplage entre modes propres
The work presented in this dissertation focus on the development of InP-based semiconductor vertical-cavity lasers, based on quantum nanostructures and emitting at the telecom wavelengths (1550-1600 nm). A new technological process for the realization of compact VCSELs is described. This process (named TSHEC) has been employed to realize optically-pumped VCSELs, integrated onto a host Silicon platform, with good performances. The same process has been adapted to develop an electrically-driven version of VCSELs: a preliminary study of the confinement section based on a InGaAs-BTJ is presented, together with the development of a mask set. Thanks to the development of the liquid crystals μ-cell technology (in collaboration with LAAS, IMT Atlantique et C2N), we realized a tunable photodiode at 1.55 μm, and a tunable VCSEL is currently under development. This work also presents the first realization of a 1.6 μm- emitting optically-pumped quantum dashes-based VECSELs, and its characterization in multi-mode and single-frequency regime. Finally, the realization of an experimental setup for the investigation of the coupling between two orthogonal eigenstates of a bi- frequency 1.54 μm-emitting SQW-VECSEL has been conceived and realized. This setup, which allowed the direct quantification of the coupling constant on such a device, in the near future will allow performing the same study on anisotropic structures like quantum dashes or quantum dots, with the objective of studying the inhomogeneous broadening effect observed in these gain regions