Brevet FR3076404A1 (20190705)

REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de generation d'un faisceau signal (Bs) presentant une longueur d'onde signal (As) comprise entre 2 et 15 pm, le dispositif comprenant : -une source laser (LS) multicouches configuree pour emettre un faisceau pompe (Bp) presentant une longueur d'onde pompe (Ap) comprise entre 1.8 et 5 pm, la source laser comprenant une couche active (AL) comprenant un premier materiau (M1) et disposee entre au moins une couche de confinement et d'injection superieure (CIsup) et au moins une couche de confinement et d'injection inferieure (Clinf), -un guide d'onde optique multicouches a quasi accord de phase (QAPG), denomme guide, le guide comprenant une couche guidante denommee cceur (GL) comprenant un deuxieme materiau (M2) et configuree pour guider un faisceau optique le long d'un axe Z, et au moins une couche de confinement inferieure (Cinf) disposee sous le cceur, -le premier materiau (M1) comprenant de l'antimoniure de gallium (GaSb) ou un de ses alliages, et le deuxieme materiau (M2) comprenant de l'antimoniure ou de l'arseniure de gallium (GaSb, GaAs) ou un de leurs alliages, -la source laser (LS) et le guide (QAPG) etant couples de sorte que le faisceau pompe (Bp) issu de la couche active (AL) de la source laser (LS) soft injecte dans le cceur (GL) du guide (QAPG), -les couches du guide etant realisees par epitaxie sur un substrat (Sub) et comprenant, selon l'axe Z, une alternance de premieres zones (Z1) presentant une premiere orientation cristallographique et de deuxiemes zones (Z_i) presentant une orientation cristallographique inversee par rapport a la premiere orientation cristallographique, de maniere a realiser un transfert d'energie du faisceau pompe (Bp) vers le faisceau signal (Bs) et un faisceau complementaire par quasi accord de phase, -les couches de la source laser etant egalement realisees par epitaxie, formant ainsi avec les couches du guide et le substrat (Sub) un bloc cristallin monolithique. 33\n<CLM>\1\tDispositif selon Ia revendication 1 dans lequel les couches de la source laser (AL, Clinf, Clsup), les couches du guide dans les premieres zones (Z1) et le substrat (Sub) presentent une orientation cristallographique [1, 0, 0], et dans lequel les couches du guide dans les deuxiernes zones (Z_1) presentent 5 une orientation cristallographique [-1, 0, 0] ou inversement.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications precedentes dans lequel le substrat est choisi parmi l'arseniure de gallium (GaAs), ou l'antimoniure de gallium (GaSb). 10\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications precedentes dans lequel les couches du guide presentent une partie sans alternances d'orientation cristallographique et dans lequel les couches de la source laser (LS) sont realisees par epitaxie sur ladite partie, le couplage entre la source laser (LS) 15 et le guide etant realise par ondes evanescentes.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 4 dans lequel, pour realiser le couplage par ondes evanescentes, Ia source laser comprend une extremite en forme de pointe de maniere a presenter une diminution progressive de son indice 20 effectif.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 4 ou 5 comprenant en outre une premiere diode laser signal (DL1s) configuree pour emettre le faisceau signal (Bs) et pour l'injecter dans le cceur du guide, le guide operant alors comme 25 un amplificateur du faisceau signal injects (OPA).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 4 a 6 dans lequel une facette respective de chaque extremite des couches du guide presente un traitement reflechissant configure pour reflechir au moins partiellement la longueur 30 d'onde signal, de maniere a realiser une cavite amplificatrice pour ladite longueur d'onde signal (0P0).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 1 a 3 dans lequel les couches de Ia source laser (LS) sont realisees par epitaxie sur une partie du substrat ne 35 comprenant pas de couches du guide, le couplage entre Ia source laser et le 34 guide etant realise de maniere directe par alignement de Ia couche active (AL) et du cceur (GL).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication precedente dans lequel les couches du 5 guide (QAPG) presentent une partie sans alternances d'orientation cristallographique (Z1, Z.1) et dans lequel les couches de la source laser sont realisees par epitaxie dans un caisson (Caiss) creuse jusqu'au substrat dans ladite partie sans alternances d'orientation cristallographique. 10\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 8 ou 9 comprenant en outre une deuxieme diode laser signal (DL2s) configuree pour emettre le faisceau signal (Bs) et pour l'injecter dans le cceur du guide, le guide operant alors comme un amplificateur du faisceau signal injecte (OPA), Ia deuxieme diode laser signal etant epitaxiee sur une partie de Ia couche superieure du guide 15 ne comprenant pas d'alternances d'inversion cristallographique, le couplage entre Ia deuxieme diode laser signal et le guide etant realise par ondes evanescentes.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 8 a 10 dans lequel it existe un 20 espace entre la source laser et le guide, ledit espace etant au moins partiellement rempli d'un materiau dielectrique.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 8 a 9 dans lequel une facette respective de chaque extremite des couches du guide presente un traitement 25 reflechissant configure pour reflechir au moins partiellement la longueur d'onde signal, de maniere a realiser une cavite amplificatrice pour ladite longueur d'onde signal (0P0).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications 8 a 10 dans lequel les couches 30 de Ia source laser et les couches du guide forment un continuum, une cavite de la source laser s'etendant alors entre les deux extremites dudit continuum.\n<CLM>\1\tDispositif selon Ia revendication 13 dans lequel lesdites extremites dudit 35 continuum presentent chacune un traitement reflechissant configure pour reflechir au moins partiellement la longueur d'onde signal, de maniere a realiser une cavite amplificatrice pour ladite longueur d'onde signal (0P0).\n<CLM>\1\tProcede de fabrication d'un dispositif de generation d'un faisceau signal 5 (Bs) presentant une longueur d'onde signal (As) comprise entre 2 et 15 pm, comprenant les etapes consistant a : -realiser (100) un substrat (Sub) presentant une premiere orientation cristallographique et comprenant une premiere partie (P1) presentant des reliefs periodiques d'orientation cristallographique inversee par rapport a Ia 10 premiere orientation cristallographique, et une deuxieme partie (P2) depourvue de reliefs, -realiser (200) un guide optique a quasi accord de phase (QAPG) multicouches, denomme guide, par epitaxie desdites couches sur le substrat (Sub), le guide comprenant une couche guidante denommee cceur (GL) 15 configuree pour guider un faisceau optique le long d'un axe Z, et au moins une couche de confinement inferieure (Cinf) disposee sous le cceur, les couches du guide comprenant, selon l'axe Z et au-dessus de la premiere partie (P1), une alternance de premieres zones (11) presentant une premiere orientation cristallographique et de deuxiernes zones (Z_1) presentant une 20 orientation cristallographique inversee par rapport a la premiere orientation cristallographique, -realiser (300) une source laser multicouches par epitaxie desdites couches, Ia source laser etant configuree pour emettre un faisceau pompe (Bp) presentant une longueur d'onde pompe (Ap) comprise entre 1.8 et 5 pm, la 25 source laser comprenant une couche active (AL) disposee entre au moins une couche de confinement et d'injection superieure (Clsup) et au moins une couche de confinement et d'injection inferieure (Clinf), la couche active de Ia source laser comprenant un premier materiau (M1) comprenant de l'antimoniure de gallium (GaSb) ou un de ses alliages, 30 le cceur du guide comprenant un deuxierne materiau (M2) comprenant de l'antimoniure ou de l'arseniure de gallium (GaSb, GaAs) ou un de leurs alliages, la source laser et le guide etant couples de sorte qu'un faisceau pompe (Bp) issu de la couche active (AL) de Ia source laser soit injects dans le cceur 35 (GL) du guide, 36 les couches de Ia source laser formant avec les couches du guide et le substrat (Sub) un bloc cristallin monolithique.\n<CLM>\1\tProcede (80) selon la revendication 15 dans lequel les couches de la 5 source laser (LS) sont realisees par epitaxie sur les couches du guide, le procede comprenant en outre une etape (400) de gravure des couches de la source laser pour definir la source laser au dessus de la partie du guide situee au dessus de la deuxieme partie (P2). 10\n<CLM>\1\tProcede (80) selon Ia revendication 15 dans lequel l'etape de realisation (200) des couches du guide est suivie d'une etape (250) de realisation d'un Caisson (Caiss) par gravure desdites couches du guide situees au dessus de la deuxieme partie (P2) du substrat, dans lequel les couches de la source laser (LS) sont realisees par epitaxie 15 dans ledit caisson (Caiss), les couches de la source laser etant configurees de sorte que le couplage entre la source laser et le guide soit realise par alignement de la couche active (AL) et du cceur (GL), et comprenant en outre une etape (350) de retrait des couches epitaxiees excedentaires. 20\n<CLM>\1\tProcede selon la revendication 17 dans lequel l'etape de realisation du caisson (250) comprend une etape de realisation d'un masque (252) et une etape de gravure (254) au travers d'une ouverture (Op) du masque. 25\n<CLM>\1\tProcede selon la revendication 18 dans lequel l'etape (254) de gravure au travers d'une ouverture (Op) du masque est une gravure seche, le caisson (Caiss) presentant alors des flancs (18) verticaux ou faiblement inclines 30\n<CLM>\1\tProcede selon la revendication 19 comprenant, apres l'etape de realisation du caisson (250) et avant l'etape (300) d'opitaxie des couches de la source laser (LS), une etape (270) de depot d'un dielectrique (MatD) sur les flancs (18) du caisson. 37 21 Procede selon I'une des revendications 17 ou 18 dans lequel l'etape (254) de gravure au travers d'une ouverture (Op) est realisee de sorte que le caisson presente des flancs (19) inclines. 5