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Boisnard, Benjamin. Conception et réalisation d'une source VCSEL accordable pour un microsystème d'analyse de la peau par tomographie par cohérence optique (OCT)

Boisnard, Benjamin (2019). Conception et réalisation d'une source VCSEL accordable pour un microsystème d'analyse de la peau par tomographie par cohérence optique (OCT).

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Résumé en francais

Ces travaux de thèse portent sur la conception, la réalisation et la caractérisation de diodes VCSELs (Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers) accordables spectralement et intégrables dans un système miniaturisation d'analyse SS-OCT (Tomographie par Cohérence Optique à balayage de source) pour la détection précoce des pathologies de la peau. L'approche originale que nous avons explorée pour réaliser la source VCSEL accordable à 850nm réside dans l'exploitation de cristaux liquides (CLs) nématiques intracavité. Ceci permet d'en envisager une meilleure stabilité mécanique et une tension de commande plus faible que dans le cas de l'intégration d'un MEMS Electrostatique en surface d'un demi VCSEL. Il est cependant nécessaire de lever plusieurs verrous technologiques pour pouvoir maitriser l'intégration hybride de microcellules à CL dans un composant photonique à base de semiconducteurs III-V. Il s'agit en particulier de concilier l'alignement uniforme des molécules de CL avec l'optimisation de l'injection électrique dans le dispositif. Dans ce but, nous avons mis au point une méthode originale de fabrication collective de microcellules à CL à base de polymères, en exploitant notamment les avantages d'un équipement de nanoimpression douce. Cette méthode générique a ensuite été validé par la réalisation de plusieurs composants optiques accordables à 1.55µm (filtres optiques de haute finesse, matrices de photodétecteurs et VCSELs à pompage optique) pour des applications telecom ou de spectroscopie miniature. Une émission laser a ainsi été obtenue pour la première fois en continu à température ambiante avec une accordabilité de 23.5 nm pour une tension appliqué de 20V. Un VCSEL accordable fonctionnant à 850nm en pompage électrique a été également conçu et réalisé. Les premières caractérisations ont mis en évidence un effet laser sur la partie demi-VCSEL place en configuration de cavité(c) externe, ainsi qu'une accordabilité du pic d'électroluminescence du composant complet sur 10nm pour 20V appliqués.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Bardinal, Véronique
Camps, Thierry
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) - CNRS
Mots-clés libres :Tomographie par cohérence optique (OCT) - VCSELs - Cristaux liquides - Filtres optiques accordables - Accordabilité spectrale - Photodétecteurs accordables
Sujets :Physique
Déposé le :18 Dec 2020 14:28