que le pic s’´etend de plus en plus loin vers le rouge

Plusieurs hypoth`eses peuvent ˆetre avanc´ees pour expliquer le d´ecalage des spectres vers le

rouge. La principale raison est toutefois l’´etalement des lignes de courant sous l’oxyde. En effet,

une partie des porteurs est perdue sous l’oxyde et ne participe pas `a la production de l’´emission

stimul´ee puisque l’effet laser n’intervient pas sous l’oxyde. L’´emission spontan´ee qui en d´ecoule

est donc amplifi´ee dans cette zone. De plus, le gain est d´ecal´e vers le rouge en raison des effets

IV. ´Etude de l’´emission par la tranche 103

(a) Structure L (b) Structure A

Figure 4.9.Spectres mesur´es sur la face cliv´ee sous injection croissante.

thermiques : l’absorption dans le bleu est plus forte tandis que le gain est plus efficace dans le

rouge. Certains photons ´emis au centre du VCSEL peuvent ˆetre r´eabsorb´es puis r´e´emis avec une

´energie plus faible par ces zones p´eriph´eriques pomp´ees. Le d´ecalage vers le rouge serait alors li´e `a

la r´e-´emission vers une longueur d’onde plus ´elev´ee des photons traversant les r´egions faiblement

pomp´ees.

b Comparaison des intensit´es int´egr´ees

`

A partir des spectres mesur´es pr´ec´edemment, les intensit´es int´egr´ees r´ecolt´ees par la surface

et par la tranche en fonction du courant d’injection sont repr´esent´ees sur le mˆeme graphe (figure

4.10) de fa¸con `a corr´eler les deux ´emissions. La progression du signal autour du seuil est bien

visible sur la premi`ere figure 4.10(a) tandis que l’´evolution du signal lat´eral autour de l’extinction

du laser est report´ee sur la figure 4.10(b).

(a) Allure du signal d´etect´e (structure L) (b) Autour de l’extinction laser (structure A)

Figure 4.10.Comparaison des intensit´es int´egr´ees (verticale et lat´erale) en fonction du courant. Le

On observe une nette cassure de pente au niveau du seuil puis la courbe continue `a monter

jusqu’`a l’extinction du laser. Ensuite, la puissance recueillie diminue comme le laser s’´eteint. On

retrouve globalement la mˆeme allure que dans le cas non-guid´e (photocourant cr´ee par un VCSEL

aux bornes d’un autre) : il n’y a pas de plateau de saturation au-dessus du seuil. Cette absence

de saturation t´emoigne l`a encore de l’´etalement des lignes de courant dans la structure VCSEL.

La croissance observ´ee est li´ee `a l’´emission spontan´ee produite sous l’oxyde. D’autre part, dans la

gamme de fonctionnement laser, il semblerait qu’il y ait deux r´egimes d’´emission spontan´ee. En

effet, une seconde pente apparaˆıt au-del`a du maximum laser, t´emoin d’une possible recrudescence

de l’´emission spontan´ee. Pour des valeurs de courant appliqu´e plus ´elev´ees, la chute du signal

semble li´ee `a la fin de l’´emission laser, bien qu’elle ne co¨ıncide pas exactement avec celle-ci.

3 Conclusion

En conclusion, les mesures spectrales de l’´emission par la face cliv´ee de l’´echantillon montrent

qu’une part de l’´emission spontan´ee issue des puits est guid´ee le long de la cavit´e. L’allure des

spectres recueillis ´evolue `a mesure que l’injection augmente : les spectres d’´emission se d´ecalent

vers le rouge tout en s’´elargissant. La forme du signal int´egr´e met en ´evidence certains points de

fonctionnement du VCSEL. Il y a un premier changement de pente correspondant au seuil laser,

puis un second semble co¨ıncider avec le maximum de la puissance ´emise. De plus, la diminution de

l’´emission lat´erale se produit aux alentours de l’extinction du laser. Des mesures suppl´ementaires

vont ˆetre r´ealis´ees dans le futur pour confirmer ces r´esultats.

Les pertes optiques li´ees `a la propagation du faisceau dans le plan de la cavit´e semblent

faibles sur les distances consid´er´ees. Un banc de caract´erisation horizontal adapt´e, comportant

une source laser accordable en entr´ee et une fibre optique reli´ee `a un analyseur de spectres en

sortie, permettrait d’´evaluer leurs valeurs.

V Mesures ´electriques entre VCSELs avec guidage

Les mesures optiques pr´ec´edentes ont confirm´e la possibilit´e de guidage de l’´emission spontan´ee

des puits dans le plan horizontal lors du fonctionnement du VCSEL. Cette section regroupe les

mesures ´electriques de photocourants r´ealis´ees aux bornes de composants voisins (d´edi´es ou non `a

la d´etection). Tandis qu’on injecte des porteurs dans un VCSEL, un courant est mesur´e aux bornes

des plus proches voisins. L’ensemble des mesures a ´et´e effectu´e sans appliquer de tension inverse

aux d´etecteurs. La forme brute des courants obtenus pour plusieurs distances est repr´esent´ee sur

la figure 4.11. L’´echelle des abscisses est logarithmique pour faire apparaˆıtre les variations de

pentes. Le niveau de signal est bien plus ´elev´e dans ce cas guid´e que dans celui de la configuration

non-guid´ee [121].

L’allure de cette courbe est diff´erente de celles que nous avons d´ej`a rencontr´ees lors des mesures

optiques. En effet, le signal recueilli est modifi´e par le filtrage spectral des puits absorbants du

photod´etecteur. Les longueurs d’onde sup´erieures `a 850 nm ne sont par cons´equent pas d´etect´ees

[122]. De plus, le courant collect´e ne comporte pas uniquement le photocourant g´en´er´e dans le

V. Mesures ´electriques entre VCSELs avec guidage 105

Figure 4.11.Allure des courants mesur´es aux bornes de VCSELs photod´etecteurs successifs. L’´echelle