# CONCLUSIONS ET PROSPECTIVE

Ce chapitre regroupe la conclusion générale des travaux réalisés à l'University of Strathclyde, une description des études auxquelles j'ai participé ou que j'ai initiées depuis mon arrivée au LAAS en février 2012 et, pour terminer, la prospective scientifique de mes recherches.

## 4.1. Bilan des travaux menés à l'University of Strathclyde

Comme décrit dans ce manuscrit, les travaux que j'ai menés et dirigés portent sur l'ingénierie de lasers à solide utilisant des composants à semiconducteurs ou les technologies de fabrication des semiconducteurs. Cette activité a été scindée en trois axes traitant respectivement des lasers et amplificateurs à base de GaInNAsSb sur GaAs, des lasers et guides d'onde exploitant le diamant et, pour finir, des nouveaux absorbants saturables pour la génération et le contrôle d'impulsions femto-secondes. Un des fils conducteurs reliant ces trois domaines est l'approche générique mise en place qui comprend une partie dédiée à explorer les propriétés ou à fonctionnaliser le matériau pour révéler ses caractéristiques avantageuses qui sont exploitées, dans une deuxième phase, dans le cadre de développement de composants, eux-mêmes complémentés, en fonction des performances obtenues, de démonstrations de principe d'applications.

Si l'on revient à un résumé axe par axe des résultats obtenus, on peut établir les conclusions suivantes.

L'activité sur les lasers et amplificateurs à cavité verticale à base de GaInNAs(Sb) sur GaAs a été initiée dans le cadre de recherches pour les télécommunications optiques visant au déploiement de systèmes d'information amenant la fibre chez l'abonné qui s'accompagnait d'objectifs de réduction des coûts de production des composants et d'utilisation d'émetteurs non refroidis fonctionnant à la longueur d'onde de 1.3 µm. Cette activité a été menée en étroite collaboration avec le groupe de Markus Pessa et Mircea Guina de Tampere University of Technology et James Gupta du National Research Centre Canada qui ont épitaxié la majorité des structures étudiées. Suivant l'approche introduite par Kondow et al [19] qui prônait l'utilisation de VCSEL en technologie GaAs dont la région active est constituée de puits quantiques en GaInNAs, nous avons mené des études de photoluminescence et photoluminescence excitée qui
ont permis de mettre en évidence l'influence de la structure des puits quantiques utilisée
[SC19][SC26] et des recuits [SC15] sur les propriétés de luminescence. Ces études
spectroscopiques ont aussi conduit à identifier le GaInNAsSb comme le matériau avec
le meilleur potentiel pour extendre l'émission vers les longueurs d'onde supérieures à
~1.4 µm [SC32]. En limitant la teneur en azote et en recourant au pompage optique,
nous sommes parvenus à démontrer des VCSEL émettant des puissances records à
1,3 µm [SC16], les premiers VCSEL émettant en bande C (à 1530 nm) sous excitation
nanoseconde à température ambiante [SC34]. Nous avons aussi adapté les structures
VCSEL pour étudier les caractéristiques de gain des puits GaInNAs et avons ainsi pu
démontrer des VCSOA monolithiques dont les performances étaient similaires à celles
obtenues avec des structures technologiquement plus complexes impliquant la fusion de
wafers d'une région de gain à base d'InGaAsP/InP à des miroirs en AlGaAs/GaAs
[SC25]. Ayant aussi reconnu le potentiel des VECSEL en tant que laser de pompe pour
l'amplification Raman dans les fibres optiques [SC156], nous avons aussi pu être les
premiers à démontrer des VECSEL à base GaInNAs à la longueur d'onde de 1320 nm
[SC12]. Suite à la bulle internet, les perspectives de recherche sur les composants
optiques ont été modifiées notamment parce que les domaines d'applications comme la
bio-photonique, le secteur du divertissement, de la spectroscopie ont pris le pas sur les
télécommunications pour établir une nouvelle gamme d'objectifs et de performances à
atteindre. En particulier, on a pu voir une recrudescence de demandes pour la réalisation
de sources de forte puissance (multi-watt) dans la gamme spectrale piètement couverte
s'étendant du vert à l'orange que ce soit pour la projection cinématographique,
l'ophtalmologie, la dermatologie, ou encore l'astronomie (lasers guides sodium). Nous
avons donc été les premiers à proposer et démontrer l'utilisation de VECSEL à base de
GaInNAs fonctionnant aux longueurs d'onde proches de 1200nm [SC51] qui, une fois
doublés en fréquence, s'avèrent adaptés pour adresser ces applications [SC53] [406].

En ce qui concerne les composants exploitant le diamant, l'activité est née du besoin de
gérer de façon efficace de la dissipation de chaleur dans les VECSEL. L'utilisation de
fenêtres diamantées placées à l'intérieur de la cavité en contact direct avec la région à
gain du laser où la chaleur est générée s'est avérée être la méthode de choix [SC24]
permettant la diversification en longueur d'onde de ce type de lasers sur la gamme allant
de 0.65 à 2.7 µm et avec des puissances émises pouvant atteindre plusieurs watt
[SC53]. En y ajoutant le développement de techniques de micro-structuration du
diamant utilisant les outils de la micro-électronique, nous avons pu former des micro-
optiques que nous avons exploitées pour réaliser une version quasi-monolithique de
VECSEL, les VECSEL microchip, qui permettent d'obtenir des performances
intermédiaires (~200 mW en monomode latéral) entre les VCSEL et les VECSEL à
cavité étendue standard en rapport avec leur taille (10⁻³ mm³) [SC54]. Souhaitant faire
évoluer l'activité de micro-structuration du diamant vers des systèmes plus complexes
pour, en particulier, développer des convertisseurs nonlinéaires intégrés exploitant
l'effet Raman, nous avons mis en place une approche technologique exploitant des
diamants de synthèse homoépitaxiés, des dépôt de résine par jet d'encre et de la gravure
sèche pour réaliser des guides d'onde de longueur millimétrique sur diamant [SC67].
Depuis, cette technique a été reprise et améliorée pour conduire à la fabrication de
micro-résonateurs en anneau, utilisés soit pour exalter l'émission des centres azote-
lacune et réaliser des sources de photons uniques à température ambiante pour la
photonique quantique [258] soit pour promouvoir la conversion nonlinéaire par effet
Kerr et générer des peignes de fréquences [261].
Le dernier axe que j'ai développé à l'University of Strathclyde, en collaboration avec le groupe de Wilson Sibbett de L'University of St Andrews et de James Gupta du National Research Centre Canada, portait sur les nouveaux miroirs à absorbants saturables à semiconducteurs et leur utilisation pour générer et contrôler l'émission d'impulsions courtes (pico ou femto-secondes) dans des lasers dont le milieu à gain est un diélectrique (crystal ou verre) dopés aux ions métalliques ou terres rares. Une fraction significative des travaux visait la diversification en longueur d'onde des sources d'impulsions ultra-courtes grâce au développement de nouvelles sources impulsionnelles et de leurs SESAM associés. Dans un premier temps, les travaux ont concerné l'amélioration des SESAM pour la gamme spectrale allant de 1250 à 1600 nm et s'est appuyée sur l'utilisation de structures à base de GaInNAsSb/GaAs pour obtenir des SESAM monolithiques à faibles pertes non saturables. Nous avons été les premiers à démontrer l'utilisation de tels composants pour générer des d'impulsions pico-secondes à des longueurs d'onde proches de 1320 nm [SC4]. Nous avons ensuite étendu leur utilisation et ouvert l'accès au régime d'impulsions femto-secondes en insérant des SESAM en GaInNAsSb dans des lasers Cr:forsterite et Cr:YAG fonctionnant respectivement à la longueur d'onde de ~1300 [SC30] et ~1500 nm [SC48]. Pour atteindre des longueurs d'onde encore plus élevées et permettre l'émission d'impulsions ultra-courtes dans le mi-infrarouge (2-2.2 µm), nous avons été les premiers à rapporter l'utilisation de SESAM à base d'antimoinures (AlInGaAsSb/GaSb) dans des lasers dopés thullium [SC66] ou holmium [SC57][SC60] et avons établi l'état de l'art (voir Fig. 47) notamment avec la génération d'impulsions de 191 fs avec un laser Tm,Ho:NaYW [SC65]. Enfin, nous nous sommes intéressés à l'utilisation de SESAM pompés optiquement ou adressés électriquement pour contrôler et changer à souhait le régime de fonctionnement de ces lasers entre une opération continue et le régime d'émission d'impulsions courtes [SC55][SC64] ou pour faire varier la durée des impulsions produites [SC73].

## 4.2. Travaux en cours au LAAS

### 4.2.1. Introduction

Depuis mon arrivée au LAAS (1er février 2012), les travaux que j'ai pu mettre en place et auxquels j'ai pu contribuer s'inscrivent dans la lignée des recherches que j'ai réalisées jusqu'à lors dans la mesure où ils continuent de porter sur la mise au point de sources lasers innovantes.

Comme indiqué dans l'introduction générale de ce manuscrit, les études entreprises s'inscrivent dans le domaine de la photonique vu que les composants à l'étude sont ou seront issus de l'utilisation des outils et des procédés de fabrication de la micro-électronique. L'objectif principal de mes travaux est d'introduire dans les systèmes lasers sur puce des fonctions plus complexes que les traitements linéaires d'information (routage, modulation) comme les opérations de conversion non-linéaires. Il s'agit effectivement d'explorer la faisabilité de transférer certaines fonctionnalités d'optique
non-linéaire conventionnellement déployées dans les lasers à solide de puissance telles que la conversion de fréquences vers le domaine de l'optique intégrée à semiconducteur. Plus spécifiquement, le défi à relever consiste à démontrer la possibilité de réaliser, sur un même wafer, un système laser efficace comprenant un oscillateur paramétrique optique et sa diode laser de pompe. En fait, dans un premier temps, le démonstrateur visé est une source générant un peigne de fréquences. Le principe de fonctionnement de cette source, introduit en 2007, consiste à exciter un micro-résonateur à modes de galerie avec une source mono-fréquence pour induire des cascades de mélanges à quatre ondes résonants [403]. Comme on le verra par la suite, cet objectif m'a amené à introduire l'étude et la fabrication de résonateurs optiques à modes de galerie (à disques ou en anneau) au LAAS.

Au vu de mon expérience sur les composants à base de GaInNAsSb/GaAs, des moyens disponibles et de l'expertise de l'équipe « PHOTO » du LAAS, les composants à l'étude sont et seront développés en technologie GaAs. Cette plateforme technologique est particulièrement adaptée pour la réalisation des composants visés. En effet, cette filière a le mérite de permettre la fabrication commerciale de diodes lasers de puissance (fonctionnant notamment aux longueurs d'onde de 808 ou ~980 nm pour le pompage des lasers Nd:YAG et des amplificateurs à fibre dopée erbium ou ytterbium respectivement) avec des densités de puissance atteignant le MW/cm². Par ailleurs, le GaAs est un matériau dont les coefficients non-linéaires d'ordre 2 (d₁₄~170pm/V) et d'ordre 3 (n₂~1.6 10⁻¹⁷ m²/W) sont élevés, ouvrant la voie vers des conversions non-linéaires sur de courtes distances. Enfin, en associant les alliages d'AlGaAs avec leur oxyde (l'oxyde d'aluminium - AlOx), il est possible d'obtenir des indices et de contrastes d'indice de réfraction élevés (similaires à ceux du couple Si/SiO₂) permettant de confiner fortement de la lumière pour une intégration dense mais aussi pour renforcer les effets non-linéaires. Guilhem Almuneau ayant établi l'activité de recherche sur la technologie AlOx et son utilisation pour les composants photoniques (surtout VCSEL), nous travaillons en collaboration étroite pour explorer et tirer le meilleur parti de ce matériau et des procédés de fabrication associés. Comme on le verra par la suite, ce choix technologique contraste par rapport à la tendance pour le « tout silicium » et apporte une originalité aux travaux menés. Pour finir, reconnaissant que les structures des diodes lasers et des convertisseurs non-linéaires sont a priori différentes, je privilégie des réalisations exploitant intégration verticale car cette voie apparaît comme la plus pertinente pour parvenir au résultat escompté. Ce choix constitue une marque d'originalité de mes travaux.

Parallèlement à ces travaux sur l'intégration photonique, je participe aussi aux travaux sur les réseaux de périodicité sub-longueur d'onde mené par Olivier Gauthier-Lafaye avec une perspective centrée sur l'utilisation de ces composants photoniques nano-structurés dans des systèmes lasers en espace libre.

Comme indiqué ci-dessus et décrit dans les paragraphes à venir, les travaux engagés comportent des études matériaux, plus spécialement sur les oxides de semiconducteurs III-V, et des recherches sur les composants exploitant des effets de résonance qui se présentent sous la forme soit de résonateurs à modes de galerie (WGMR pour whispering gallery mode resonators, c'est-à-dire de micro-disques, micro- anneaux) soit de réseaux résonants de période sub-longueur d'onde.
4.2.2. Les composants à base de résonateurs à modes de galerie

L'activité la plus conséquente que j'ai menée depuis mon arrivée au LAAS est une
action qui porte sur le développement de résonateurs à modes de galerie réalisés en
technologie (Al)(In)GaAs/oxyde d'aluminium (AlOx) sur GaAs. Ces recherches se
déclinent selon trois sous-axes : la caractérisation de l'AlOx, la mise en place de
nouveaux procédés technologiques et l'étude (de la conception à la caractérisation) de
nouveaux composants exploitant l'ingénierie tridimensionnelle des semiconducteurs
III-V-oxyde. Les travaux initiés se font en collaboration étroite avec Guilhem Almuneau
et tirent profit du four d'oxydation avec suivi in-situ par réflectométrie optique [407]
mis au point au LAAS qui fait, aujourd'hui, l'objet d'un transfert industriel vers la
PME, AET Technologies. Les travaux entrepris ici visent à étendre l'utilisation de cette
technologie au-delà des applications pour les lasers à cavité verticale émettant par la
surface (VCSEL) en ouvrant la voie vers une structuration 3D de l'indice de réfraction
et de la conduction électrique dans des structures à semiconducteurs III-V. Ces actions
entrent pleinement dans le cadre du GDR Oxyfun dirigé par Catherine Dubourdieu
(E.C. Lyon), dédié aux caractérisations et utilisations des oxydes fonctionnels, auquel
nous participons activement.

Dans un premier temps, j'ai participé à la qualification par analyse en micro-
photoluminescence d'un nouveau procédé d'oxydation planaire suivi d'une étape de re-
croissance par épitaxie par jets moléculaires, procédé conçu et implémenté par Guilhem
Almuneau, Chantal Fontaine et leurs doctorants Farès Chouchane et Hejer Makhloufi
(voir Fig. 53) [SC77]. L'idée, comme en [408][409], est non plus de faire une
oxydation standard progressant latéralement depuis les bords de mesas gravés mais
d'utiliser des trous de taille nanométrique traversant une couche fine inoxydable (de
GaAs) et débouchant dans la couche de haute teneur en aluminium pour obtenir une
oxydation essentiellement surfacique. La forme oxydée peut être beaucoup plus libre
que par oxydation latérale en disposant judicieusement les ouvertures vers l'AlAs. Nous
avons obtenu la photoluminescence de puits quantiques d'InGaAs épitaxiés après
l'oxydation (voir Fig. 52 et Fig. 53) à proximité immédiate (~30 nm) de l'oxyde. Ce
procédé est prometteur pour une fabrication de matrices de haute densité de VCSEL à
diaphragmes d'oxyde.

<figure><img src="image_53.png" /><figcaption>Fig. 52 : Schémas montrant le nouveau procédé PAIOx (pour AlOx planaire) suivi d'une re-croissance.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_54.png" /><figcaption>Fig. 53 : (a) Images AFM de l'échantillon PAIOx, (b) cartographie de l'intensité de photoluminescence d'une région comprenant 4 zones oxydées et (c) évolution de la longueur d'onde d'émission selon la ligne A-A' indiquant la distribution de contrainte induites par l'AlOx.</figcaption></figure>

En parallèle, j'ai initié une activité visant à explorer la faisabilité de réaliser des peignes de fréquences entièrement intégrés sur une puce de GaAs. Ces travaux sont soutenus par le CNES au travers d'un contrat de R et T et d'un co-financement avec la DGA d'une bourse de thèse (allouée à Clément Arlotti). Techniquement, il s'agit de miniaturiser les systèmes de peignes de fréquences exploitant l'oscillation paramétrique dans des résonateurs à modes de galerie comme introduits par Tobias Kippenberg [403][410] qui ont la capacité de générer des fréquences sur plus d'une octave [404][405] et de comparer les performances des systèmes obtenus aux lasers à semiconducteur à deux sections fonctionnant en régime de synchronisation de modes, sachant que les impulsions produites par ces derniers sont intrinsèquement limitées par la dispersion et la largeur de gain disponibles. Dans ce cadre, j'ai introduit l'étude et le développement technologiques de résonateurs à modes de galerie au LAAS. Plus particulièrement, nous avons mis en place une nouvelle manière de réaliser des résonateurs couplés à leur guide d'accès. Nous avons mis au point une configuration exploitant un couplage vertical réalisé grâce à une oxydation latérale dont les contours de mésas sont judicieusement choisis pour définir des guides d'accès enterrés et augmenter le confinement vertical dans le résonateur (voir Fig. 54 et [SC78]). Cette méthode s'inspire des travaux faits sur silicium pour lesquels l'oxydation est induite par implantation et recuit [411]. Notre approche permet de s'affranchir des étapes de planarisation [412][413] ou de fabrication double face avec report [414] comme utilisées jusqu'ici. Cette méthode évite aussi les difficultés de lithographie et de gravure à flancs verticaux associées au couplage évanescent latéral [415] et devrait permettre d'utiliser des matériaux différents pour notamment fabriquer un laser de pompe dans le guide d'accès couplé à son convertisseur non-linéaire passif. L'autre bénéfice de l'utilisation de l'AlOx est de pouvoir réaliser des composants à fort confinement optique sans travailler sur des structures membranaires suspendues dans l'air [415]. La réalisation de tels résonateurs a été menée avec succès et leur caractérisation a montré qu'ils étaient sur-couplés, présentant néanmoins des facteurs de qualité de 4600 (8500 respectivement) pour un diamètre de 75 (250) µm à la longueur d'onde de 1600 nm (voir Fig. 55). Les mesures de pertes dans les guides enterrés ont révélé des pertes inférieures à 3 cm⁻¹.
<figure><img src="image_55.png" /><figcaption>Fig. 54 : Images MEB colorisées d'un micro-disque GaAs couplé à un guide enterré défini par oxydation surlignant respectivement le profil vertical de la structure et (b) la distribution spatiale de l'AlOx/Al<sub>0.98</sub>Ga<sub>0.02</sub>As [SC78].</figcaption></figure>

<figure><img src="image_56.png" /><figcaption>Fig. 55 : Courbes de transmission de micro-disques de 75 et 250µm de diamètre couplés verticalement à leur guide d'accès [SC78].</figcaption></figure>

Pour parfaire notre compréhension des distributions modales dans les résonateurs à modes de galerie, et dans le cadre du LIA « ILNACS », j'ai aussi débuté à partir de juin 2012 une activité collaborative avec Mikhail Maximov du Ioffe Institute visant à induire l'émission monomode dans les lasers à résonateurs à modes de galerie, sujet développé internationalement depuis une quinzaine d'années [416]-[419] dans la mesure où ce type de lasers pourrait être la forme retenue dans les systèmes pour les interconnections photoniques de demain. Notre approche vise à obtenir l'émission mono-fréquence grâce à l'incorporation d'encoches de taille nanométrique. J'ai donc initié une étude numérique préliminaire basée sur une analyse de modes couplés [420][421] qui a été poursuivie par le stagiaire de M2, Hafedh Hajjaji, et qui a permis d'établir quelques dessins de structures.
<figure><img src="image_57.png" /><figcaption>Fig. 56 : (a) Géométrie de micro-disque passif comportant deux encoches et un guide d'accès étudiée numériquement (b) Calcul de l'évolution de la transmission en fonction de l'écart en les encoches</figcaption></figure>

Après fabrication et test sur un banc de micro-photoluminescence monté initialement pour l'évaluation de structures à cristaux photoniques à auto-collimation, on a pu vérifier que les encoches ont bien un effet de filtrage mais l'action laser n'a pas été obtenue [SC169]. Dans le même temps et avec des résonateurs beaucoup plus grands, les groupes de l'Universität Würzburg [422] et du Laboratoire de Matériaux et Phénomènes Quantiques (LMPQ - G. Leo) [423] sont parvenus à démontrer la suppression sélective d'un certain nombre de modes dans des résonateurs respectivement actifs et passifs. Nous allons poursuivre l'action théorique et expérimentale pour démontrer la possibilité de contrôler entièrement l'émission des WGMR par modification de leur forme.

<figure><img src="image_58.png" /><figcaption>Fig. 57 : (a) Image MEB d'un micro-disque à encoches suspendu pour opération mono-fréquence. (b) Photoluminescence de micro-disques sans encoche (courbe rouge), incluant deux encoches sélectionnant nominalement les modes d'ordre pair et à 5 encoches pour obtenir une émission monomode.</figcaption></figure>

L'utilisation de l'AlOx dans des guides d'onde, comme dans les composants présentés ci-dessus, impose une interaction plus forte de ce matériau avec le mode optique que celle introduite par l'ouverture d'AlOx dans les VCSEL [424], il paraît donc important de mieux caractériser les propriétés optiques de l'AlOx notamment ses pertes internes et d'interfaces, activité qui s'inscrit plus généralement dans le cadre de la reprise des études matériau de l'AlOx au niveau international [425]-[427]. Pour cela, et en
complément des travaux réalisés en collaboration avec le LMPQ [428], et dans le cadre de la thèse de Gaël Lafleur, nous avons entamé une étude s’appuyant sur des guides à fente horizontale en AlOx/GaAs (guides « slots ») qui présentent la spécificité d’avoir des conditions de guidage très différentes pour les polarisations TE et TM et qui devraient nous permettre de remonter aux différents types de pertes (voir Fig. 58 et [SC176]).

<figure><img src="image_59.png" /><figcaption>Fig. 58 : (a) Image MEB d'un bord de mesa d'un guide à fente horizontale GaAs/AlOx/GaAs/AlOx et (b) mesure de transmission d'un guide de 4,5mm de long en mode TE.</figcaption></figure>

La réalisation des micro-disques couplés verticalement à leur guide d'accès a aussi mis en exergue le besoin de réaliser des formes d'ouvertures d'oxyde plus complexes et mieux maitrisées. Cette constatation nous amène à reprendre les études de mesures et de prédictions de l'évolution du front d'oxydation notamment pour évaluer et prendre en compte les anisotropies observées (notamment en Fig. 59), qui, à ce jour, ne sont ni quantifiées (à une exception près [429] et pour des orientations peu conventionnelles), ni expliquées. Juste avant mon arrivée au LAAS, Guilhem Almuneau et son doctorant Farès Chouchane ont pu montrer l'apparition de flancs d'oxyde biseautés verticalement dans des couches épaisses [430], phénomène assigné à l'influence de la contrainte. Dans le cadre de la thèse de Gaël Lafleur, nous poursuivons ces travaux notamment avec la mise en place d'une caractérisation détaillée et d'un modèle macroscopique avancé (inspiré des modèles isotropes [431][432]) qui inclut explicitement ces effets.

<figure><img src="image_60.png" /><figcaption>Fig. 59 : Image infrarouge montrant que le front d'oxyde progressant depuis un mesa circulaire devient carré c'est-à-dire que l'oxydation de couches d'Al<sub>0.98</sub>Ga<sub>0.02</sub>As est anisotrope.</figcaption></figure>
### 4.2.3. Lasers à cavité étendue exploitant des réseaux sub-longueur d'onde

La seconde thématique dans laquelle je me suis impliqué porte sur les réseaux sub-longueur d'onde de type réseaux résonants à mode guidé (GMRF) et sur leur utilisation pour stabiliser des diodes lasers en cavité externe. Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du projet CNES « stabilisation spectrale de diodes laser par réseaux résonants » que dirige Olivier Gauthier-Lafaye.

Ces GMRF sont, en fait, des miroirs spectralement sélectifs introduits en 1992 [433] qui utilisent le couplage par un réseau (de pas $\lambda/2n_{eff}$) d'une onde venant de l'espace libre vers le ou les mode(s) supportés par un guide d'onde (planaire) et qui permettent d'obtenir à la fois une forte réflectivité et une sélection spectrale de grande finesse [210]. Ils présentent donc un fort potentiel pour la stabilisation de fréquence de diodes lasers dont l'évaluation est l'objet du contrat CNES mentionné ci-dessus. Du point de vue applicatif, les motivations du projet et spécifications visées découlent du programme PHARAO<fnref n="2" /> dont l'objectif est la satellisation d'une horloge atomique à base d'ions césium refroidis par lasers qui devrait permettre d'établir une référence de mesure du temps ayant précision de $10^{-16}$. Le cahier des charges associé en ce qui concerne les lasers demande des sources compactes, stables, de faible consommation énergétique, fiables mais surtout capables de générer à minima 150 mW de signal avec une largeur de raie inférieure d'un ordre de grandeur à celle de la transition $D_2$ du césium (5.2 MHz autour $\lambda=852.11873$ nm dans l'air). Ces spécifications s'avèrent suffisamment générales pour les applications de spectroscopie pour servir de guide aux travaux en cours et à venir.

De façon plus générale, la stabilisation de (diodes) lasers est un domaine très actif et, ceci, depuis plus de 35 ans. L'objectif, ces dernières années, est dédié à l'amélioration des performances des systèmes utilisant ces sources, systèmes qui peuvent être classifiés selon deux catégories en fonction de leur application. La première classe correspond aux émetteurs utilisés en tant que lasers de pompe pour des lasers à milieu à gain diélectrique (fibres ou cristaux) dopés terres rares et pour lesquels on cherche à améliorer l'efficacité de pompage en assurant que toute la puissance des diodes ou des tableaux de diodes spatialement multimodes est délivrée spectralement dans la bande spectralement restreinte (~1 nm) d'absorption avec le maximum de densité de puissance. La seconde catégorie concerne les sources utilisées à des fins de métrologie, de spectroscopie, de communication cohérente et dont les propriétés requises sont une émission spatialement monomode et, présentant spectralement, une faible largeur de raie (ou de façon équivalente une grande longueur de cohérence ou encore un faible bruit de phase et d'amplitude), préférablement accordables continument sur une large bande spectrale. De nombreuses approches ont déjà été validées tant en version monolithique (lasers DFB, DBR) qu'avec des configurations à base de cavité étendue. Dans ce cas, les architectures établies utilisent soit des montages de type Littrow [434]-[436] ou Littman-Metcalf [437]-[439] exploitant des réseaux diffractifs, soit des cavités plus simples utilisant des réseaux de Bragg photo-inscrits dans des fibres [440] ou des guides d'onde [441] ou, plus récemment, des réseaux de Bragg inscrits en volume (VBG) dans des verres photo-réfractifs [442]-[446].

<footnote n="2">² http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/4444-pharao.php</footnote>
En ce qui concerne les GMRF, l'utilisation de ces filtres pour sélectionner la longueur d'onde d'émission de diodes lasers a débuté en 2001 et 2002 [447]-[449] et a été suivie de quelques démonstrations supplémentaires en 2005-2007 [450]-[452]. Néanmoins, l'approche suscite peu d'intérêt de la communauté laser, probablement parce que les réseaux résonants présentent une faible tolérance angulaire et que leur performance s'amoindrissent quand ils sont excités par des faisceaux de dimensions restreintes (< 200 µm) [214][SC46]. Ceci signifie que ces miroirs filtrants ne peuvent être effectivement utilisés pour stabiliser une diode en cavité externe qu'avec un montage de type Littrow, connu comme étant peu tolérant, et avec des caractéristiques de réseau potentiellement moins attractives que celles des réseaux diffractifs standard. Le renouvellement de l'intérêt pour cette approche tient essentiellement à une avancée proposée initialement de façon théorique à partir de 2008 [453][454] par le groupe du professeur Shogo Ura du Kyoto Institute of Technology, qui inclut une zone de couplage à réseau résonant au sein d'une cavité Fabry-Pérot d'optique guidée pour former un filtre à réseau intégré dans une cavité résonante (CRIGF pour Cavity-Resonant Integrated Grating Filter) et permettre le découplage efficace d'une onde guidée sur des dimensions réduites. La première validation expérimentale par ce même groupe survient en janvier 2012 [455] suivie de près (avril 2012) d'une étude du LAAS, qui confirme expérimentalement l'élargissement de la gamme d'acceptance angulaire de ce type de filtres possédant des zones de réseau résonant de 10 à 50 µm de large [456]. Nous avons inséré ensuite un de ces filtres (réalisés en $Si_3N_4$ sur verre) dans la cavité externe d'une diode laser avec un montage de type œil de chat, plus tolérant aux désalignements que les configurations Littrow et avons démontré la stabilisation spectrale de l'émission laser avec des puissances émises allant jusqu'à 30mW [SC74] (voir aussi Fig. 60). Nous avons depuis confirmé que l'émission peut être mono-fréquence. Les perspectives de ces travaux sur les sources de haute pureté spectrale seront décris au prochain paragraphe.

<figure><img src="image_61.png" /><figcaption>Fig. 60 : (a) Montage expérimental de la diode laser à cavité externe à réinjection optique filtrée par un CRIGF et (b) ses caractéristiques spectrales en fonction du courant d'injection de la diode laser et du pas des réseaux.</figcaption></figure>
4.3. Prospective

Pour la période à venir, ma prospective de recherche porte sur l'ingénierie des lasers et convertisseurs non-linéaires avec un double objectif, d'une part, une montée en complexité des systèmes lasers intégrés sur puce et, d'autre part, une exploration des bénéfices de composants issus des nanotechnologies dans des macro-systèmes lasers.

Plus spécifiquement, mes recherches s'inscriront dans la continuité de mes travaux en cours sur les systèmes lasers intégrant une fonctionnalité d'optique non-linéaire. L'objectif sera d'étendre les études théoriques et technologiques entreprises pour proposer de nouveaux concepts et de nouveaux composants photoniques exploitant les micro- et nanotechnologies et utilisant, en particulier, les résonateurs à modes de galerie ou des structures à base de réseaux résonants à des fins de réalisation d'oscillateurs paramétriques optiques tout intégrés.

De manière plus globale, ces travaux portent sur l'intégration photonique avec une vision de type « More than Moore » dans la mesure où l'objectif n'est pas centré sur la démonstration de composants de ultra-haute performance ou de taille réduite ultime mais vise plutôt la diversification des fonctionnalités accessibles en optique intégrée avec des dispositifs fabriqués à l'aide des techniques et des équipements de la micro-électronique disponibles au LAAS. Cette évolution vers des systèmes photoniques plus complexes et donc plus largement utilisables s'inscrit naturellement dans les perspectives définies par Photonics21, groupe d'académiques et d'industriels qui promeut, au niveau européen, les actions de recherche et d'industrialisation qui feront de la photonique la technologie clé du 21<sup>ème</sup> siècle comme la micro-électronique le fut pour le 20<sup>ème</sup> siècle. L'ambition d'intégrer des fonctions de conversion de fréquences sur puce peut être vue comme une alternative à l'ingénierie des bandes interdites pour étendre la gamme spectrale d'émission des lasers à semiconducteur, et, de ce fait entre là encore dans la continuité des travaux sur le GaInNAsSb/GaAs. L'approche non-linéaire s'inspire de l'avènement de cette méthode de diversification en longueur d'onde pour les lasers à solide (diélectriques) [457], et s'intègre à l'activité internationale dynamique sur la conversion nonlinéaire dans les milieux semiconducteurs dont un état de l'art est dressé en références [458][459]. Si l'oscillation paramétrique optique a été obtenue tant en exploitant des effets non-linéaires du second [460] que du troisième ordre [403], l'intégration du système complet, c'est-à-dire avec sa diode laser de pompe, reste un défi entier dans la mesure où ces démonstrateurs ont été obtenus avec des matériaux ou des structures incompatibles avec l'intégration du laser de pompe.

Les travaux seront menés en collaboration très étroite avec les membres de l'équipe PHOTO ainsi qu'avec certains chercheurs de MOST du LAAS. Si des collaborations externes qu'elles soient nationales ou internationales, portant sur les procédés technologiques, sur le développement d'éléments théoriques ou d'outils de simulation, ou encore sur les caractérisations ou l'utilisation des composants développés, sont envisagées pour faciliter l'échange de connaissance, de savoir-faire et de compétences complémentaires, l'état d'avancement actuel des travaux ne permet pas encore d'identifier formellement ces collaborations.
Techniquement, les perspectives s'articuleront donc essentiellement en deux grands axes :

1. Les systèmes non-linéaires à résonateurs à modes de galerie

2. Les lasers à miroirs à réseaux sub-longueur d'onde

## Les systèmes non-linéaires à résonateurs à modes de galerie

L'axe principal d'étude que je compte continuer de développer concerne les systèmes non-linéaires entièrement intégrés sur puce, c'est-à-dire des systèmes qui non seulement incluent le laser de pompe mais aussi leur convertisseur non-linéaire, avec pour objectif ultime la démonstration d'un peigne de fréquences induit par effet Kerr (plus précisément par mélange à quatre ondes ou, de façon équivalente, par oscillation paramétrique optique à non-linéarité d'ordre 3).

Pour atteindre cet objectif ambitieux, notre stratégie repose sur l'utilisation du GaAs comme milieu de fort indice Kerr (2 ordres de grandeur plus élevé que le $Si_3N_4$ qui s'est avéré être le matériau plus performant jusqu'à présent), l'exploitation de résonateurs de très haut facteur de qualité ($Q \sim 2 \times 10^5$) et un pompage intra-cavité par une diode laser de puissance. Pour cela, comme indiqué dans la partie précédente et rapporté en [SC78], nous avons introduit et mis au point une méthode d'intégration tridimensionnelle exploitant les structures à base de semiconducteurs III-V et de leur oxyde pour obtenir des résonateurs à modes de galerie couplés verticalement avec leurs guides d'onde d'accès. Cette approche a été spécifiquement conçue pour être compatible avec l'insertion d'éléments à gain (puits ou boîtes quantiques) adressés électriquement dans le guide d'onde d'accès c'est à dire adaptée pour créer des lasers. L'empilement de couches utilisé tout comme le confinement par oxyde enterré sont par ailleurs favorables à la réalisation de diodes lasers de puissance dans la mesure où ces structures sont adaptées pour supporter des modes de large volume.

Pour réaliser les résonateurs de haut facteur de qualité requis, nous comptons lancer un certain nombre d'études visant à (i) optimiser la géométrie du disque/anneau pour limiter les pertes [461] tout en produisant une dispersion adaptée (ii) adapter le procédé fabrication pour réduire les rugosités induites par la gravure [462] et (iii) développer, en collaboration avec les chercheurs du Ioffe Institute (dans le cadre du LIA ILNACS), des méthodes de passivation [463][464] et d'encapsulation [465] de surface stables.

Par ailleurs, pour favoriser l'élargissement spectral du peigne de fréquences, nous évaluerons la possibilité obtenir une dispersion plate et légèrement anormale [466] en déployant la méthode d'ingénierie de la dispersion la plus adaptée qu'elle soit basée sur le choix d'un profil géométrique spécifique du guide constituant de l'anneau [404], le dépôt conforme d'encapsulants mono ou multi-couches [467] ou encore induite par des modulations ou des effilements de géométrie [468]. Les résonateurs seront choisis pour présenter des écarts fréquentiels dans la gamme micro-onde (<100 GHz) pour permettre des caractérisations fines de stabilité et de pureté spectrale comme souhaité par le CNES. Enfin, pour assurer le réglage et le contrôle de la porteuse, nous analyserons les différents moyens disponibles (thermiques [469], piézo-électriques [470] ou encore électro-optiques [471]) pour accorder finement le peigne de fréquences et implémenterons la technique la plus efficace. Afin de mieux évaluer le potentiel de
notre approche ainsi que pour orienter stratégiquement l'ensemble de cette activité, nous
serons aussi amenés à adapter et développer des modèles [472]-[474], prenant en
compte les spécificités de notre architecture notamment le pompage intra-cavité, les
effets potentiellement limitant des pertes non-linéaires ainsi que les dépendances
spectrales des caractéristiques des résonateurs (couplage, dispersion, pertes).

L'approche technologique étant intégralement basée sur l'utilisation de l'AIOx, nous
continuerons nos études matériaux visant à mieux connaître et mieux maîtriser les
propriétés de ces oxydes. Les travaux dans ce cadre porteront notamment sur
l'évaluation des compromis entre la vitesse d'oxydation et les effets d'anisotropie
d'oxydation induits par le choix de la composition du matériau à oxyder, sur l'étude et
la mise en place de nouvelles méthodes permettant un contrôle plus précis encore de la
taille des ouvertures d'oxyde, et des études des effets des conditions d'oxydation sur la
qualité optique de l'oxyde obtenu.

Par ailleurs, pour confirmer la maitrise des propriétés optiques de ces résonateurs à
modes de galerie, nous poursuivrons l'activité visant à contrôler spectralement la
transmission ou l'émission dans les résonateurs à modes de galerie grâce à l'insertion de
pertes localisées sous forme de fentes de taille nanométrique, ou grâce à l'introduction,
par gravure ou par oxydation sélective, de modulation périodique de leur forme. Ces
travaux devraient permettre aussi d'évaluer la pertinence de ce type de stratégies pour
exacerber ou au contraire diminuer la sensibilité de ces résonateurs à leur
environnement immédiat. Les résultats de ces études seront donc directement utiles et
utilisables pour l'application de ces micro-résonateurs en tant que capteurs
environnementaux, une activité offrant de nouvelles perspectives de collaborations tant
en interne avec le groupe MICA qu'avec des partenaires externes.

Les lasers à miroirs à réseaux sub-longueur d'onde

Les travaux dans ce domaine ont pour objectif principal de développer des lasers à
semiconducteurs à cavité étendue (émettant par la tranche (ECDL) ou par la surface
(VECSEL)) de forte brillance utilisant des miroirs à réseaux de périodicité sub-longueur
d'onde mais aussi d'explorer le potentiel de ces dernières structures pour la réalisation
de sources auto-converties en fréquences (par oscillation paramétrique optique intra-
cavité).

L'essentiel de l'activité reposera sur l'analyse de diverses formes de réseaux sub-
longueur d'onde, que ce soit des réseaux résonants, des réseaux résonants en cavité
(CRIGFs mono ou bidimensionnels) ou encore des miroirs à fort contraste d'indice
(HCGs) pour identifier et exploiter de nouveaux points de fonctionnement ou mettre en
œuvre de nouvelles variantes qui permettront d'améliorer les performances de ce type
de lasers. Nous évaluerons aussi le potentiel d'intégration de ces solutions directement
dans les puces lasers elles-mêmes.
Plus spécifiquement, dans un premier temps et dans le cadre du projet ANR ASTRID Calitrec, il s'agira de capitaliser sur les résultats récemment obtenus de stabilisation fréquentielle d'une diode laser à ruban monomode émettant dans le proche infra-rouge à l'aide d'un CRIGF en $Si_3N_4/SiO_2$ et, plus particulièrement, d'évaluer les performances accessibles, tant en matière de puissance que de pureté spatiale et spectrale, en fonction des paramètres de la cavité laser et des caractéristiques du CRIGF.

De façon plus générale, l'objectif de ce programme consiste à prouver que les diodes lasers à cavité externe fermée par un CRIGF constituent une approche compétitive pour la réalisation de sources de haute pureté spectrale. Techniquement, au-delà du test de performances, le programme peut-être sous divisé en quatre activités visant respectivement à :

* améliorer les caractéristiques (réflectivité, bande passante) des filtres

* rendre ces filtres accordables

* évaluer la faisabilité de transfert de cette technique vers d'autres gammes spectrales et, pour finir,

* étudier la possibilité de simplifier encore la source.

La première partie de cette action vise à optimiser les performances des CRIGFs y compris de les rendre hautement réflectifs afin de pouvoir les utiliser du côté opposé à la sortie utile du système à base de diode laser mais aussi, potentiellement de les rendre compatibles avec une utilisation dans des lasers à faible gain tels que les VECSEL ou les oscillateurs paramétriques optiques. Pour cela, nous serons amenés à identifier précisément l'origine des pertes en analysant les effets et l'influence du revouvrement spatial des modes, du taux de couplage dans la cavité CRIGF, de la conception de l'empilement vertical et des aspects plus technologiques (rugosité, raccords de champs, etc.). Envisageant de combiner les structures CRIGF à des empilements multi-couches DBR pour augmenter la réflectivité maximale, nous devrons étudier l'influence du taux d'extinction pour maintenir l'émission monomode. Par ailleurs, technologiquement, cette approche est associée à un certain nombre de questions liées à la position du CRIGF dans l'empilement et à la nature planaire ou corruguée des couches déposées à postériori.

La mise en place de l'accordabilité de l'émission laser est un impératif imposé par une utilisation à des fins de spectroscopie qui se traduit par la nécessité de rendre le filtre accordable. Nous étudierons donc une variété de méthodes pour introduire une accordabilité de la résonance de structure de type CRIGF allant du filtre présentant un gradient de périodicité et déplacé mécaniquement à des filtres réalisés à l'aide d'autres matériaux (comme le GaAs) pour pouvoir exploiter des effets thermo- ou piezoelectriques.

Un des objectifs du programme est d'adapter cette technologie pour une utilisation dans la gamme de longueurs d'onde mi-infrarouges (8-12µm). Pour cela, on envisage un transfert de la fabrication des CRIGF vers la technologie GaAs/AlGaAs combiné un changement de milieu à gain avec le passage à l'utilisation de diodes à cascades quantiques. Les performances de ce système, bien que conceptuellement similaire à celui démontré dans le proche infra-rouge, seront aussi évaluées en détail notamment parce qu'au moins les caractéristiques dynamiques diffèrent de celles des lasers interbandes actuellement étudiés et à cause de la réduction potentielle du taux extinction induite par l'utilisation de matériaux présentant des indices de réfraction plus élevés. Toujours dans ce programme, nous évaluerons la faisabilité de simplifier davantage la cavité soit en intégrant la lentille dans le miroir spectralement sélectif sous la forme de gradations de périodicité soit en étudiant des miroirs de type HCG (en technologie
GaAs/AlOx) qui seraient invariants spatialement et qui conserveraient une sélectivité spectrale et des tolérances angulaires suffisantes.

Au-delà de ce programme, je compte explorer la diversification des fonctions rendues par ces miroirs à réseaux dans les lasers. Les fonctionnalités envisagées incluent la mise en forme de faisceau, le contrôle et le façonnage de l'état de polarisation, la mise en phase des éléments de matrice de lasers, la génération multi-longueurs d'onde pour faciliter la conversion non-linéaire, et la conversion non-linéaire elle-même [475].

Globalement, le défi est, dans un premier temps, d'appréhender et de maîtriser les réponses spectrales et spatiales des CRIGF en fonction des caractéristiques géométriques des éléments sub-longueur d'onde constituant ces filtres dont la taille est intermédiaire entre les réseaux infinis (type GMRF) et les nano-cavités à cristaux photoniques et, dans un deuxième temps, de tirer parti des propriétés avantageuses exploitable pour une utilisation dans des systèmes lasers en espace libre.

Pour parvenir à nos fins, nous devrons poursuivre la mise en place d'outils de simulation spécifiques adaptés qui, à terme, nous permettrons de maîtriser la conception d'éléments incluant à la fois des structurations à l'échelle nanométrique et des anisotropies et variations sur des tailles finies de quelques centaines de micromètres pour, en particulier, prédire leurs réponses linéaire voire non-linéaire. Nous nous appuierons sur la collaboration existante avec l'Institut Fresnel (A.-L. Fehrembach) sur ces aspects.

A priori, l'exploration des différentes formes de CRIGF ouvrent des perspectives d'utilisations multiples comme le contrôle de la polarisation émise grâce à des CRIGF anisotropes, l'émission multi-fréquence à l'aide de CRIGF multimodes présentant plusieurs longueurs d'onde réfléchies, la génération de faisceau de forte brillance par couplage contrôlé en phase et amplitude de plusieurs éléments d'une matrice de lasers grâce à l'utilisation de plusieurs CRIGF couplés.

En termes d'optique non-linéaire, sous réserve d'utiliser des matériaux appropriés comme les composés AlGaAs/AlOx, les CRIGF offrent une nouvelle voie pour la réalisation de convertisseurs non-linéaires exploitant les mélanges à trois ondes (dont les OPO) en cavité. Comme dans le cas des conversions non-linéaires réalisées avec des microcavités de type VCSEL [476][477] ou avec des nano-cavités à cristaux photoniques [478]-[480], l'efficacité de conversion sera magnifiée par les surintensités associées aux résonances. Les bénéfices des CRIGF en la matière reposent sur la possibilité (i) de pouvoir maximiser et contrôler lithographiquement la zone d'interaction effective grâce à l'ajustement des dimensions latérales de la cavité et (ii) et le fait que leur taille est commensurable avec la taille des modes de lasers à cavité étendue, permettant ainsi d'établir simplement un pompage résonant (intra-cavité) favorable. Cette utilisation nous permettra aussi de nous distinguer dans la mesure où nous serons amenés à nous concentrer sur la conception et l'analyse de CRIGF multi-fréquentiels, de complexité supérieure à celle des études conventionnellement menées sur les cavités mono-fréquences à cristaux photoniques. Le positionnement unique de l'équipe en termes de conception et fabrication font que nous sommes sur le point de lancer des études préliminaires pour évaluer plus précisément le potentiel de cette approche.

Par ailleurs, quel que soit le miroir à réseau choisi, il nous faudra aussi lever un verrou technologique pour rendre la réalisation suffisamment simple et accessible pour permettre les transferts vers l'industrie. Pour cela, on s'appuiera sur le transfert des
motifs par nano-impression, une solution en cours de mise au point, et on évaluera des
solutions alternatives comme l'auto-assemblage pour la définition des motifs.
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# LISTE DES ACRONYMES

CBSAM Carbon-Based Saturable Absorber Mirror – Miroir à absorbant saturable à base de carbone

DBR Distributed Bragg Reflecteur – Miroir de Bragg distribué

DFB Distributed FeedBack – Contre-réaction distribuée

EJM Epitaxie à Jets Moléculaires

EPVOM Epitaxie en Phase Vapeur Organo-Métallique

MEMS Micro-Electro-Mechanical System – Système micro-électro-mécanique

OPO Oscillateur Paramétrique Optique

SESAM SEMiconductor Saturable Absorber Mirror – Miroir à absorbant semiconducteur saturable

SOA Semiconductor Optical Amplifier - Amplificateur optique à semiconducteur

VCSEL Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser – Laser à cavité verticale émettant par la surface

VCSOA Vertical-Cavity Semiconductor Optical Amplifier - Amplificateur optique à semiconducteur à cavité verticale

VECSEL Vertical Extended-Cavity Surface Emitting Laser – Laser à cavité verticale étendue émettant par la surface

WDM Wavelength Division Multiplexing – Multiplexage en longueur d'onde
# BIBLIOGRAPHIE DE S. CALVEZ

## Tableau Récapitulatif

<table><thead><tr><th colspan="2">Journaux</th><th rowspan="2">Conférences<br>Total (invitées)</th><th rowspan="2">Chapitres de<br>livres</th><th rowspan="2">Brevets<br>(internationaux)</th></tr><tr><th>A comité</th><th>Sans comité</th></tr></thead><tbody><tr><td>78</td><td>1</td><td>96 (10)</td><td>4</td><td>2</td></tr></tbody></table>

## Liste classée des publications

### Brevets

**[SC-P1]:** S. Calvez, J.-M. Hopkins, D. Burns, M.D. Dawson, C.W. Jeon, H.W. Choi, "Vertical Cavity Semiconductor Optical Devices", PCT/GB04/01285 (2004).

**[SC-P2]:** S. Calvez, J.-M. Hopkins, D. Burns, M.D. Dawson, "Vertical Cavity Semiconductor Optical Devices", PCT/GB04/01233 (2004).

### Chapitres de livres

#### 2008

**[SC-B1]:** S. Calvez and N. Laurand, "Vertical Cavity Semiconductor Optical Amplifiers based on dilute nitrides", chapter 20 in *Dilute III-V Nitride Semiconductors and material systems*, ed. E. Ayse, Springer, ISBN: 978-3-540-74528-0, 525-562 (2008).

#### 2010

**[SC-B2]:** S. Calvez, J.E. Hastie, A.J. Kemp, N. Laurand, and M.D. Dawson, "Thermal management, structure Design and integration considerations for VECSELs", chapter 2 in *Semiconductor Disk Lasers: Physics and Technology*, ed. O.G. Okhotnikov, Wiley, ISBN: 978-3-527-40933-4, (2010).

#### 2012

**[SC-B3]:** J.E. Hastie, S. Calvez, and M.D. Dawson, "Semiconductor Disk Lasers (VECSELs)", chapter 11 in *Semiconductor lasers: fundamentals and applications*, ed. Alexei Baranov and Eric Tournie, Woodhead Publishing, ISBN:978-0-85709-121-5 (2012).

#### 2013

**[SC-B4]:** A.J. Kemp, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, S. Calvez, Y. Zhang, E; Gu, M.D. Dawson and D. Burns, "Thermal management of lasers and LEDs using diamond", chapter 11 in *Optical Engineering of diamond*, ed. R. Mildren and J. Rabeau, Wiley-VCH, ISBN:978-3-527-41102-3 (2013).
## Articles sans comité de lecture

### 2007

A.J. Kemp, J.E. Hastie, J.-M. Hopkins, S. Calvez, M.D. Dawson, D. Burns and T. Holt, "Semiconductor disk lasers: the future's bright; the colour's flexible", *The Laser User*, Issue 47, 34-37 (2007).

## Articles à comité de lecture

### 1999

[SC1]: X. Rejeaunier, S. Calvez, P. Mollier, H. Porte, J-P. Goedgebuer, "A tunable mode-locked erbium-doped fibre lasing using a Lyot type tuner integrated in lithium niobate", *Optics Communications*, **185**, 375-380 (1999).

### 2001

[SC2]: S. Calvez, X. Rejeaunier, P. Mollier, J.-P. Goedgebuer, W. T. Rhodes, "Erbium-doped fiber laser tuning using two cascaded unbalanced Mach-Zehnder interferometers as intracavity filter: Numerical analysis and experimental confirmation", *IEEE Journal of Lightwave of Technology*, **19** (6), 893-896 (2001).

### 2002

[SC3]: S. Calvez, D. Burns, M.D. Dawson, "Optimisation of an optically-pumped 1.3 µm GaInNAs vertical-cavity surface-emitting laser", *IEEE Photonics Technology Letters*, **14** (2), 131-133 (2002).

[SC4]: H.D. Sun, G.J. Valentine, R. Macaluso, S. Calvez, D. Burns, M.D. Dawson, T. Jouhti, M. Pessa, "Low-loss 1.3µm GaInNAs saturable Bragg reflector for high-power picosecond neodymium lasers", *Optics Letters*, **27** (3), 2124-2126 (2002).

### 2003

[SC5]: S. Calvez, A.H. Clark, J.-M. Hopkins, R. Macaluso, P. Merlin, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Jouhti, M. Pessa, "1.3µm GaInNAs optically-pumped Vertical Cavity Semiconductor Optical Amplifier (VCSOA)", *IEE Electronics Letters*, **39** (1), 100-102 (2003).

[SC6]: R. Macaluso, F. Robert, A.C. Bryce, S. Calvez, M.D. Dawson, "Resonant wavelength control of a 1.3µm microcavity by intracavity steam oxidation", *Semiconductor Science and Technology*, **18**, L12-15 (2003).

[SC7]: R. Macaluso, F. Robert, A.C. Bryce, S. Calvez, M.D. Dawson, "Microreflectivity studies of wavelength control in oxidised AlGaAs microcavities", *Materials Science and Engineering B*, **102** (1-3), 317-322 (2003).

[SC8]: J.E. Hastie, J.-M. Hopkins, S. Calvez, C.-W. Jeon, D. Burns, R. Abram, E. Riis, A.I. Ferguson and M.D. Dawson, "0.5W single transverse mode operation of 850-nm diode-pumped surface emitting laser", *IEEE Photonics Technology Letters*, **15** (7), 894-896 (2003).

[SC9]: J.E. Hastie, J.-M. Hopkins, C.-W. Jeon, S. Calvez, D. Burns, M.D. Dawson, R. Abram, E. Riis, A.I. Ferguson, W.J. Alford, T.D. Raymond and A.A. Allerman, "Microchip vertical external cavity surface emitting lasers", *IEE Electronics Letters*, **38** (18), 1324-1326 (2003).

[SC10]: H.D. Sun, R. Macaluso, S. Calvez, M.D. Dawson, F. Robert, A.C. Bryce, J.H. Marsh, P. Gilet, L. Grenouillet, A. Million, "Selective modification of the bandgaps of GaInNAs/GaAs structures by quantum well intermixing techniques", *Materials Science and Engineering C*, **23** (6-8), 983-987 (2003).
[SC11]: H.D. Sun, R. Macaluso, S. Calvez, M.D. Dawson, F. Robert, A.C. Bryce, J.H. Marsh, P. Gilet, L. Grenouillet, A. Million, K.B. Nam, J.Y. Lin, and H.X. Jiang, "Quantum well intermixing in GaInNAs/GaAs structures", Journal of Applied Physics, 94 (12), 7581-7585 (2003).

2004

[SC12]: J.-M. Hopkins, S.A. Scott, D. Burns, S. Calvez and M.D. Dawson, "A 0.6W CW GaInNAs vertical external cavity surface emitting laser emitting at 1.32µm", IEE Electronics Letters, 40 (1), 30-31 (2004).

[SC13]: A.H. Clark, N. Laurand, R. Macaluso, S. Calvez, M.D. Dawson, T. Jouhti, J. Kontinnen and M. Pessa, "Long-wavelength GaInNAs monolithic vertical-cavity semiconductor optical amplifiers", IEEE Journal of Quantum Electronics, 40 (7), 878-883 (2004).

[SC14]: S.A. Smith, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, D. Burns, S. Calvez, M. D. Dawson, T. Jouhti, J. Kontinnen, and M. Pessa, "A diamond-microchip GaInNAs vertical external-cavity surface-emitting laser operating CW at 1315nm", IEE Electronics Letters, 40 (15), 935-937 (2004).

[SC15]: H.D. Sun, R. Macaluso, S. Calvez, G.J. Valentine, D. Burns, M.D. Dawson, K. Gundogdu, K.C. Hall, and T.F. Boggess, T. Jouhti, and M. Pessa, "Effect of rapid thermal annealing on the optical properties of low-loss 1.3 µm GaInNAs/GaAs saturable Bragg reflectors", Journal of Applied Physics, 96 (3), 1418-1424 (2004).

[SC16]: S. Calvez, J.-M. Hopkins, S.A. Smith, A.H. Clark, R. Macaluso, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Jouhti, M. Pessa, K. Gundogdu, K.C. Hall and T.F. Boggess, "GaInNAs/GaAs Bragg-mirror-based structures for novel 1.3µm device applications", Journal of Crystal Growth, 268 (3-4), 457-465 (2004).

[SC17]: S. Calvez, N. Laurand, S.A. Smith, A.H. Clark, J.-M. Hopkins, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Jouhti, J. Kontinnen, M. Pessa, "Novel 1.3µm GaInNAs surface-normal devices", IEE Proceedings Optoelectronics, 151 (5), 442-446 (2004).

[SC18]: H. D. Sun, A. H. Clark, S. Calvez, M. D. Dawson, H. Y. Liu, M. Hopkinson, P. Navaretti, M. Gutierrez, J. S. Ng, J. P. R. David, P. Gilet, L. Grenouillet, and A. Million, "Investigations of 1.55 µm GaInNAs/GaAs heterostructures by optical spectroscopy", IEE Proceedings Optoelectronics, 151 (5), 331-334 (2004).

[SC19]: H.D. Sun, A.H. Clark, H.Y. Liu, M. Hopkinson, S. Calvez, M.D. Dawson, Y.N. Qiu. J.M. Rorison, "Optical characteristics of 1.55µm GaInNAs multiple quantum wells", Applied Physics Letters, 85 (18), 4013-4015 (2004).

2005

[SC20]: H.D. Sun, S. Calvez, M.D.Dawson, P. Gilet, L. Grenouillet, A. Million, "Photoluminescence characteristics of 1.5 µm Ga(1-x)InxNyAs(1-y)/GaAs structures grown by molecular beam epitaxy", Applied Physics A, 80 (1), 9-12 (2005).

[SC21]: H.D. Sun, A.H. Clark, S. Calvez, M.D. Dawson, P. Gilet, L. Grenouillet, A. Million, "Investigation of phase-separated electronic states in 1.5 µm GaInNAs/GaAs heterostructures by optical spectroscopy", Journal of Applied Physics, 97 (3), 033517 (2005).

[SC22]: H.D. Sun, A.H. Clark, S. Calvez, M.D. Dawson, Y.N. Qiu, J.M. Rorison, K.S. Kim, T Kim, Y.J. Park, "Spectroscopic characterization of 1.3µm GaInNAs quantum-well structures grown by metal-organic vapor phase epitaxy", Applied Physics Letters, 86 (9), 092106 (2005).

[SC23]: J.E. Hastie, S. Calvez, M.D. Dawson, T. Leinonen, A. Laakso, J. Lyytikainen, and M. Pessa, "High power CW red VECSEL with linearly polarised TEM00 output", Optics Express, 13 (1), 77-81 (2005).

[SC24]: A.J. Kemp, G.J. Valentine, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, S.A. Smith, S. Calvez, M.D. Dawson, D. Burns, "Thermal management in Vertical-External-Cavity
Surface-Emitting lasers: finite-element analysis of a heatspreader approach", *IEEE Journal of Quantum Electronics*, **41** (2), 148-155 (2005).

[SC25]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, C. Bryce, T. Jouhti, J. Kontinnen, M. Pessa, "Performance comparison of GaInNAs vertical cavity semiconductor amplifiers", *IEEE Journal of Quantum Electronics*, **41** (5), 642-649 (2005).

[SC26]: H.D. Sun, A.H. Clark, S. Calvez, M.D. Dawson, K.S. Kim, T. Kim, Y.J. Park, "Effect of multilayer barriers on the optical properties of GaInNAs single quantum-well structures grown by metalorganic vapor phase epitaxy", *Applied Physics Letters*, **87** (2), 021903 (2005).

[SC27]: H.D. Sun, A.H. Clark, S. Calvez, M.D. Dawson, D.K. Shih, H.H. Lin, "Photoluminescence characterization of mid-infrared InNₓAs₁₋ₓ/In₀.₅₃Ga₀.₄₇As/InP multiquantum wells with various N contents", *Applied Physics Letters*, **87** (8): art. 081908 (2005).

[SC28]: J. E. Hastie, L. G. Morton, S. Calvez, and M. D. Dawson, T. Leinonen and M. Pessa, G. Gibson and M. J. Padgett, "Red microchip VECSEL array", *Optics Express*, **13** (18), 7209 - 7214 (2005).

[SC29]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, T. Jouhti, J. Kontinnen, M. Pessa, "Continuously tunable fibre-coupled tunable GaInNAs VCSEL", *Physics Status Solidi C*, **2** (11), 3895-3898 (2005).

[SC30]: A. McWilliam, A.A. Lagatsky, C.G. Leburn, P. Fischer, C.T.A. Brown, W. Sibbett, G.J. Valentine, A.J. Kemp, S. Calvez, D. Burns, M.D. Dawson, M. Pessa, W. Sibbett, "Low-loss GaInNAs saturable Bragg reflector for modelocking of a femtosecond Cr⁴⁺:forsterite laser", *IEEE Photonics Technology Letters*, **17** (11), 2292-2294 (2005).

[SC31]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, T. Kelly, "Index and gain dynamics of optically-pumped GaInNAs vertical-cavity semiconductor optical amplifiers", *Applied Physics Letters*, **87**, 231115 (2005).

[SC32]: H.D. Sun, S. Calvez, M.D. Dawson, J. Gupta, G.I. Sproule and Z.R. Wasilewski, "Role of Sb in the growth and optical properties of 1.55µm GaInN(Sb)As/GaNAs quantum-well structures by molecular beam epitaxy", *Applied Physics Letters*, **87**, 181908 (2005).

[SC33]: Y.N. Qiu, J.M. Rorison, H.D. Sun, S. Calvez, M.D. Dawson, A.C. Bryce, "Influence of composition diffusion on the band structure of InGaAsN/GaAs quantum wells investigated by band-anticrossing model", *Applied Physics Letters*, **87**, 231112 (2005).

## 2006

[SC34]: N. Laurand, S. Calvez, H.D. Sun, M.D. Dawson, J. Gupta, G. Aers, "C-band emission from GaInNAsSb VCSEL on GaAs", *IEE Electronics Letters*, **42** (1), 29-30 (2006).

[SC35]: A.J. Kemp, A.J. Maclean, J.E. Hastie, S.A. Smith, J.-M. Hopkins, S. Calvez, G. Valentine, D. Burns and M.D. Dawson, "Thermal lensing, thermal management and transverse mode control in microchip VECSELs", *Applied Physics A*, **83** (2), 189-194 (2006).

[SC36]: J.-M. Hopkins, S. Calvez, A.J. Kemp, J.E. Hastie, S.A. Smith, A.J. Maclean, D. Burns and M.D. Dawson, "Thermal lensing, thermal management and transverse mode control in microchip VECSELs", *Physica Status Solidi C*, **3** (3), 380-385 (2006).

[SC37]: A. Harkonen, S. Suomalainen, E. Saarinen, L. Orsila, R. Koskinen, O. Okhotnikov, S. Calvez, and M.D. Dawson, "4W single tranverse mode VECSEL utilising intracavity diamond heat spreader", *IEE Electronics Letters*, **42** (12), 693-694 (2006).

[SC38]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson and A.E. Kelly, "Slow-light in a Vertical-Cavity Semiconductor Optical amplifier", *Optics Express*, **14** (15), 6858-6863 (2006).
[SC39]: H.D. Sun, S. Calvez, M.D. Dawson, J. A. Gupta, G.C. Aers and G.I. Sproule, "Thermal quenching mechanism of photoluminescence in 1.55 µm GaInNAsSb /Ga(N)As quantum-well structures", *Applied Physics Letters*, **89** (10), art. 101909 (2006).

[SC40]: S. Giet, H.D. Sun, S. Calvez, M.D.Dawson, S. Suomalainen, A. Härkönen, M. Guina, O. Okhotnikov, and M. Pessa, "Spectral narrowing and locking of a Vertical External-Cavity Surface-Emitting Lasers using an intra-cavity volume Bragg grating", *IEEE Photonics Technology Letters*, **18** (13-16), 1786-1788 (2006).

[SC41]: F. van Loon, A.J. Kemp, A.J. MacLean, S. Calvez, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, M.D. Dawson, and D. Burns, "Intracavity diamond heatspreaders in lasers: the effects of birefringence", *Optics Express*, **14** (20), 9250-9260 (2006).

## 2007

[SC42]: N. Laurand, C.L. Lee, E. Gu, J.E. Hastie, S. Calvez, M.D. Dawson, "Microlensed Microchip VECSEL", *Optics Express*, **15** (15), 9341-9346 (2007).

[SC43]: N. Laurand, B. Guilhabert, E. Gu, S. Calvez, M.D. Dawson, "Tunable single-mode fiber-VCSEL using an intracavity polymer lens", *Optics Letters*, **32** (19), 2831-2833 (2007).

[SC44]: A.J. Kemp, A.J. Maclean, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, S. Calvez, M.D. Dawson and D. Burns, "Thermal management of disc lasers: doped dielectric and semiconductor gain media in thin-disc and microchip formats", *Journal of Modern Optics*, **54** (12), 1669-1676 (2007).

[SC45]: J.-M. Hopkins, R.D. Preston, A.J. Maclean, S. Calvez, H. Sun, J. Ng, M. Steer, M. Hopkinson, and D. Burns, "High performance 2.2µm optically-pumped vertical external-cavity surface-emitting laser", *Journal of Modern Optics*, **54** (12), 1677-1683 (2007).

[SC46]: S. Giet, C.L. Lee S. Calvez, M.D. Dawson, N. Destouches, J.-C. Pommier, O. Parriaux, "Stabilization of a semiconductor disk laser using an intra-cavity high reflectivity grating", *Optics Express*, **15** (25), 16520-16526 (2007).

## 2008

[SC47]: A. Maclean, A.J. Kemp, S. Calvez, J.-Y. Kim, T. Kim, M.D. Dawson, D. Burns, "Continuous tuning efficient intracavity second harmonic generation in a semiconductor disk laser with an intracavity heatspreader", *IEEE Journal Quantum Electronics*, **44** (3), 216-225 (2008).

[SC48]: S. Calvez, N. Laurand, H.D. Sun, J. Weda, D. Burns, M.D. Dawson, A. Harkonen, T. Jouthi, M. Pessa, M. Hopkinson, D. Poitras, J.A. Gupta, C.G. Leburn, C.T.A. Brown, W. Sibbett, "GaInNAs(Sb) surface normal devices", *Physics Status Solidi a*, **205** (1), 85-92 (2008).

[SC49]: Y.N. Qiu, H.D. Sun, J.M Rorison, S. Calvez, M.D. Dawson, A.C. Bryce, "Quantum well intermixing influence on GaInNAs/GaAs quantum well laser gain: theoretical study", *Semiconductor Science and Technology*, **23** (9), 095010 (2008).

[SC50]: N. Laurand, H.D. Sun, S. Calvez and M.D. Dawson, "Array-format microchip semiconductor disk lasers", *IEEE Journal Quantum Electronics*, **44** (11), 1096-1103 (2008).

[SC51]: S.L. Vetter, J.E. Hastie, V.-M. Korpijarvi, J. Puustinen, M. Guina, O. Okhotnikov, S. Calvez, and M.D. Dawson, "Short Wavelength GaInNAs/GaAs semiconductor disk lasers", *IEE Electronics Letters*, **44** (18), 1069-1070 (2008).

[SC52]: N.K. Metzger, C.G. Leburn, A.A. Lagatski, C.T.A. Brown, W. Sibbett, S. Calvez, D. Burns, H.D. Sun, M.D. Dawson, M. Le Du et J.-C. Harmand, "Femtosecond pulse generation from a Cr⁴⁺:YAG laser using a GaInNAsSb SESAM", *Optics Express*, **16** (23), 18739-18744 (2008).
2009

[SC53]: S. Calvez, J.E. Hastie, M. Guina, O. Okhotnikov, M.D. Dawson, "Semiconductor disk laser for the generation of visible and ultra-violet radiation", *Laser and Photonics Review*, **3** (5), 407-434 (2009).

[SC54]: N. Laurand, C.-L. Lee, E. Gu, S. Calvez, M.D. Dawson, "Power-scaling of diamond micro-lensed microchip semiconductor disk lasers", *IEEE Photonics Technology Letters*, **21** (3), 152-154 (2009).

[SC55]: V.G. Savitski, D. Burns, S. Calvez, "Optically-pumped saturable absorber for fast switching between continuous-wave and passively modelocked regimes of a Nd:YVO₄ laser", *Optics Express*, **17** (7), 5373-5378 (2009).

[SC56]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, S. Bouchoule, J.-C. Harmand, J. Decobert, "Tunable doped-fibre Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers", *IEE Electronics Letters*, **45** (17), 887-888 (2009).

[SC57]: A.A. Lagatsky, F. Fusari, S. Calvez, J.A. Gupta, C.T.A. Brown, M.D. Dawson, W. Sibbett, "Passive mode-locking of a Tm,Ho:KY(WO₄)₂ laser around 2µm", *Optics Letters*, **34** (17), 2587-2589 (2009).

[SC58]: P.J. Schlosser, J.E. Hastie, S. Calvez, A.B. Krysa, M.D. Dawson, "InP/AlGaInP quantum dot semiconductor disk lasers for CW TEM00 emission at 716-755 nm", *Optics Express*, **17** (24), 21782-21787 (2009).

[SC59]: P.A. Loiko, K.V. Yumashev, N.V. Kuleshov, V.G. Savitski, S. Calvez, D. Burns, A.A. Pavlyuk, "Thermal lens study in diode pumped N<sub>g</sub>- and N<sub>p</sub>-cut Nd:KGd(WO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> laser crystals", *Optics Express*, **17** (26), 23536-23543 (2009).

2010

[SC60]: A.A. Lagatsky, F. Fusari, S. Calvez, S.V. Kurilchik, V.E. Kisel, N.V. Kuleshov, M.D. Dawson, C.T.A. Brown, W. Sibbett, "Femtosecond pulse operation of a Tm,Ho co-doped crystalline laser near 2µm", *Optics Letters*, **35** (2), 172-174 (2010).

[SC61]: V.G. Savitski, P. Schlosser, J.E. Hastie, A.B. Krysa, J.S Roberts, M.D. Dawson, S. Calvez, "Passive mode-locking of a Ti:sapphire laser by InGaP quantum dot saturable absorber", *IEEE Photonics Technology Letters*, **22** (4), 209-211 (2010).

[SC62]: V.S. Savitski, J.E. Hastie, S. Calvez, M.D. Dawson, "Cavity dumping of a semiconductor disk laser for the generation of wavelength-tunable micro-Joule nanosecond pulses", *Optics Express*, **18** (11), 11933-11941 (2010).

[SC63]: F. Fusari, S. Vetter, B. Richards, A.A. Lagatsky, A. Jha, M.D. Dawson, S. Calvez, W. Sibbett, C.T.A. Brown, "Tunable laser operation of a Tm<sup>3+</sup>-doped tellurite glass laser near 2µm pumped by a 1211nm semiconductor disk laser", *Optical Materials*, **32**, 1007-1010 (2010).

[SC64]: V.S. Savitski, D. Burns, S. Calvez, "Optically-pumped saturable Bragg reflectors: non-linear spectroscopy and application in ultrafast lasers", *IEEE Journal of Quantum Electronics*, **46** (11), 1650-1655 (2010).

[SC65]: A.A. Lagatsky, X. Han, M.D. Serrano, C. Cascales, C. Zaldo, S. Calvez, M.D. Dawson, J.A. Gupta, C.T.A. Brown, W. Sibbett, "191-fs Tm-Ho:NaY(WO₄)₂ lasers", *Optics Letters*, **35** (18), 3027-3029 (2010).

[SC66]: F. Fusari, A.A. Lagatsky, G. Jose, S. Calvez, A. Jha, M.D. Dawson, J.A. Gupta, W. Sibbett, C.T.A. Brown, "Femtosecond mode-locked Tm<sup>3+</sup> and Tm<sup>3+</sup>-Ho<sup>3+</sup> doped 2µm glass lasers", *Optics Express*, **18** (21), 22090-22098 (2010).
2011

[SC67]: Y. Zhang, L.J. McKnight, Z. Tian, S. Calvez, E. Gu and M.D. Dawson, "Large cross-section edge-coupled diamond waveguides", *Diamond and Related Materials*, **20**, 564-567 (2011).

[SC68]: L.J. McKnight, M.D. Dawson and S. Calvez, "Diamond Raman rib waveguide lasers: feasibility and evaluation of potential with analytical scattering loss calculation", *IEEE Journal of Quantum Electronics*, **47** (8), 1069-1077 (2011).

[SC69]: A.A. Lagatsky, C.T.A. Brown, W. Sibbett, S. Calvez, M.D. Dawson, J.A. Gupta, "Broadly tunable femtosecond mode locking in a Tm:KYW laser near 2µm", *Optics Express*, **19** (10), 9995-10000 (2011).

[SC70]: Y. Zhang, L.J. McKnight, E. Engin, I.M. Watson, M. Cryan, M. Thomson, S. Calvez, J. O'Brien and M.D. Dawson, "GaN directional couplers for integrated quantum photonics", *Applied Physics Letters*, **99**, 161119 (2011).

2012

[SC71]: S.L. Vetter, and S. Calvez, "Thermal management of near-infrared semiconductor disk lasers with lattice (mis)-matched AlGaAs mirrors", *IEEE Journal of Quantum Electronics*, **48** (3), 345-352 (2012).

[SC72]: V.G. Savitski, N.K. Metzger, S. Calvez, D. Burns, W. Sibbett and C.T.A. Brown, "Optical-trapping with "on-demand" two-photon luminescence using Cr:LiSAF laser with optically-addressed saturable Bragg reflector", *Optics Express*, **20** (7), 7066-7070 (2012).

[SC73]: C. Crombie, D. A. Walsh, W. Lu, S. Zhang, Z. Zhang, K. Kennedy, S. Calvez, W. Sibbett and C.T.A. Brown, "Electrically-controlled Rapid Femtosecond Pulse Duration Switching in an Ultrafast Cr⁴⁺:forsterite Laser", *Optics Express*, **20** (16), 18138-18144 (2012).

[SC74]: X. Buet, A. Guelmami, A. Monmayrant, S. Calvez, C. Tourte, F. Lozes-Dupuy and O. Gauthier-Lafaye, "Wavelength-stabilised external-cavity laser diode using a Cavity Resonator Integrated Guided Mode Filter", *IEE Electronics Letters*, **48** (25), 1619-1621 (2012).

2013

[SC75]: S. L. Vetter, Y. Zhang, E. Gu, M. D. Dawson and S. Calvez, "Power-scaling properties of apertured microchip Vertical External-Cavity Surface-Emitting Lasers", *IEE Electronics Letters*, **49** (2), 146-148 (2013).

[SC76]: Y. Qiu, W. Lu, and S. Calvez, "Quantum confinement stark effect of different GaInNAs quantum well structures", *Advanced Material Research*, **73**, 622-627 (2013).

2014

[SC77]: F. Chouchane, H. Makhloufi, S. Calvez, C. Fontaine and G. Almuneau, "Photoluminescence from InGaAs/GaAs quantum well regrown on a buried patterned oxidized AlAs layer", *Applied Physics Letters*, **104**, 061912 (2014).
2015

[SC78]: S. Calvez, G. Lafleur, A. Larrue, P.-F. Calmon, A. Arnoult, G. Almuneau and O. Gauthier-Lafaye, "Vertically-coupled microdisk resonators using AlGaAs/AlOx technology", accepted for publication in *IEEE Photonics Technology Letters*, DOI : 10.1109/LPT.2015.2405031 (2015)

Articles de conférences à comité de lecture

2000

[SC79]: S. Calvez, X. Rejeaunier, P. Mollier and J.-P. Goedgebuer, "Generation of multiwavelength pulses from an erbium doped fibre laser", *Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO Europe 2000, Nice (France)*, Poster CThE52, 2000.

[SC80]: S. Calvez, P. Mollier, X. Rejeaunier and J.-P. Goedgebuer, "Génération d'impulsions multicolores par un laser à fibre dopée erbium", *Journées Nationales de l'Optique Guidée (JNOG), Limoges (France)*, 2000.

2001

[SC81]: S. Calvez, P. Mollier and J.-P. Goedgebuer, "Etude numérique d'un laser à fibre dopée erbium accordable par voie électro-optique," *Journées Nationales de l'Optique Guidée (JNOG), Toulouse (France)*, Affiche A2, (2001).

[SC82]: S. Calvez, D. Burns and M.D. Dawson, "Efficient optically pumped 1.3µm GaInNAs VCSELs", *European Workshop on Gallium Arsenide based lasers at 1300nm, Lecce (Italy)*, (2001).

[SC83]: S. Calvez, D. Burns and M.D. Dawson, "Optimised design of optically-pumped 1.3µm VCSELs", *15th National Quantum Electronics and Photonics Meeting (QEP-15), Glasgow(UK)*, (2001).

[SC84]: S. Calvez, "Optical amplification and lasing in 1.3µm GaInNAs/GaAs microcavity structures", *Rank Prize Funds Mini-Symposium on broadband optical amplifiers, Grasmere (UK)*, (2001).

[SC85]: S. Calvez, J.-M. Hopkins, D. Burns and M.D. Dawson, "1.3µm optically-pumped surface-emitting lasers", *Symposium on current trends in semiconductor physics and optoelectronic technologies (2001), Tampere (Finland)*, (2001).

2002

[SC86]: S. Calvez, J.-M. Hopkins and M.D. Dawson, "Optically-pumped 1.3µm GaInNAs vertical cavity surface-emitting lasers", *PHOTON '02 Conference, Cardiff (UK)*, paper LWL2.4, (2002).

[SC87]: S. Calvez, A.H. Clark, J.-M. Hopkins, P. Merlin, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Jouhti and M. Pessa, "Amplification and laser action in diode-pumped 1.3µm GaInNAs vertical-cavity structures", *LEOS 2002 Annual meeting, Glasgow (UK)*, paper TuC4 (2002).

[SC88]: J.E. Hastie, C. W. Jeon, D. Burns, J.-M. Hopkins, S. Calvez, R. Abram and M.D. Dawson, "A 0.5W, 850nm AlₓGa₁-xAs VECSEL with intra-cavity silicon carbide heatspreader", *LEOS 2002 Annual meeting, Glasgow (UK)*, V1, pp165-166, paper TuC4 (2002).

[SC89]: J. E. Hastie, C. W. Jeon, D. Burns, J.-M. Hopkins, S. Calvez, R. Abram and M.D. Dawson, "A 0.5W, 850nm AlₓGa₁-xAs VECSEL with intra-cavity silicon carbide
heatspreader", Technical digest of IQEC-QATS 2002 conference, paper LWD6 (2002).

[SC90]: H.D. Sun, R. Macaluso, S. Calvez, G.J. Valentine, D. Burns and M. D. Dawson, "1.3µm GaInNAs/GaAs Bragg-mirror-based structures for passive mode-locking of solid-state and semiconductor lasers", *International Research Workshop on Physics and Technology of dilute nitrides for optical communications*, Istanbul (Turkey), (2002).

[SC91]: R. Macaluso, S. Calvez, F. Robert and M.D. Dawson, "Microreflectivity studies of wavelength control in oxidised AlGaAs microcavities", *E-MRS, Strasbourg (France)*, (2002).

[SC92]: A. Balocchi, R.J. Warburton, H.-J. Kutshera, K. Karrai, R.H. Abram, A.I. Ferguson, S. Calvez and M.D. Dawson, "A fiber-based vertically emitting semiconductor laser at 850nm", *LEOS Annual meeting 2002*, paper ThH2 (2002).

## 2003

[SC93]: S. Calvez, A. H. Clark, J.-M. Hopkins, R. Macaluso, P. Merlin, H. D. Sun, M. D. Dawson, T. Jouhti and M. Pessa. "Diode-pumped 1.3µm GaInNAs vertical-cavity semiconductor optical amplifier", *Semiconductor and integrated opto-electronics conference (SOIE)*, (2003).

[SC94]: S. Calvez, A. H. Clark, J.-M. Hopkins, R. Macaluso, P. Merlin, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Jouhti and M. Pessa, "1.3µm GaInNAs Monolithic Vertical-Cavity Semiconductor Optical Amplifier", *Indium Phosphide and Related Materials IPRM 2003*, paper WB1.3, 243-246 (2003).

[SC95]: J.E. Hastie, J.-M. Hopkins, S. Calvez, C.W. Jeon, D. Burns, M.D. Dawson, R. Abram and A.I. Ferguson, "Characteristics of high power VECSELs with silicon carbide heatspreaders", CLEO Europe 2003, paper CC1-4 (2003).

[SC96]: P. Merlin, S. Calvez, J.-M. Hopkins, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Jouhti and M. Pessa, "1.3µm CW GaInNAs VCSEL giving 4.1mW of single transverse mode power", *CLEO Europe 2003*, paper CC2-4 (2003).

[SC97]: M.D. Dawson, S. Calvez, P. Merlin, H.D. Sun, and J.-M. Hopkins, "GaInNAs/GaAs Bragg-mirror-based structures for novel 1.3µm device applications", *invited talk for International Conference on Materials for Advanced Technologies (ICMAT) 2003*, Singapore, paper H-3-2-I (2003).

## 2004

[SC98]: S.A. Smith, J.-M. Hopkins, H.D. Sun, S. Calvez, D. Burns, M.D. Dawson. "A microchip GaInNAs vertical external-cavity surface-emitting laser operating CW at 1.32µm", *Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)*, paper CTuC5 (2004).

[SC99]: S. Calvez, N. Laurand, S.A. Smith, A.H. Clark, J.-M. Hopkins, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Jouhti, J. Kontinnen, M. Pessa, "Novel 1.3µm GaInNAs surface-normal devices", *Conference of the European Research Material Society (EMRS)*, poster 0804 (2004).

[SC100]: H. D. Sun, A. H. Clark, S. Calvez, M.D. Dawson, H. Y. Liu, M. Hopkinson, P. Navaretti, M. Gutierrez, J. S. Ng, J. P. R. David, P. Gilet, L. Grenouillet, and A. Million, "Investigations of 1.55 µm GaInNAs/GaAs heterostructures by optical spectroscopy", *Conference of the European Research Material Society (EMRS)*, poster 0736 (2004).

[SC101]: N. Laurand, S. Calvez, T. Jouhti, M. Pessa, "External Optical Feedback Effects on the Performance of Vertical Cavity Semiconductor Optical Amplifiers", *PHOTON'04*, oral presentation 000008 (2004).

[SC102]: S.A. Smith, J.-M. Hopkins, H.D. Sun, S. Calvez, D. Burns, M.D. Dawson, "A microchip GaInNAs vertical external-cavity surface-emitting laser operating CW at 1315nm", *PHOTON'04*, oral presentation 000012 (2004).
## 2005

[SC103]: A. McWilliam, C. G. Leburn, A. A. Lagatsky, C. T. Brown, W. Sibbett, G. J. Valentine, A. J. Kemp, S. Calvez, D. Burns, M. D. Dawson, J. Kontinnen, T. Jouhti, M. Pessa, "Femtosecond Cr:Forsterite laser modelocked with a GaInNAs Saturable Bragg Reflector", *Advanced Solid State Photonics Topical meeting 2005*, poster TuB1 (2005).

[SC104]: J.E. Hastie, S. Calvez, H.D. Sun, M.D. Dawson, T. Leinonen, M. Pessa, "High Power, Continuous Wave Operation of a Vertical External Cavity Surface Emitting Laser at 674nm", *Advanced Solid State Photonics Topical meeting 2005*, oral presentation WC2 (2005).

[SC105]: A.J. Kemp, J.E. Hastie, S.A. Smith, J.-M. Hopkins, S. Calvez, G.J. Valentine, M.D. Dawson, D. Burns, "Heatspreader-based thermal management in VECSELs: Thermal lensing in microchip devices", *Advanced Solid State Photonics Topical meeting 2005*, poster MB34 (2005).

[SC106]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, T. Jouhti, J. Konttinen, M. Pessa, "1.3-µm Continuously-Tunable Fiber-Coupled GaInNAs VCSEL", CLEO 2005, paper CWI 5 (2005).

[SC107]: J.E. Hastie, S. Calvez, M.D. Dawson, T. Leinonen and M. Pessa, "0.3W CW red microchip VECSEL", CLEO 2005, paper CWI 6 (2005).

[SC108]: H.D. Sun, A.H. Clark, J.-M. Hopkins, S. Calvez, D. Burns and M.D. Dawson, P.W. Liu and H. H. Lin, "Photoluminescence properties of dilute nitride InNAs/InGaAs multi-quantum wells for mid-infrared applications", *Indium Phosphide and Related Materials IPRM 2005*, poster TP31 (2005).

[SC109]: H.D. Sun, A.H. Clark, J.-M. Hopkins, S. Calvez, D. Burns and M.D. Dawson, K.S. Kim, T. Kim, and Y.J. Park, "Influence of strain-compensating and strain-mediating layers on the optical properties of MOVPE-grown GaInNAs single quantum-well structures", *Indium Phosphide and Related Materials IPRM 2005*, poster TP22 (2005).

[SC110]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, T. Jouhti, J. Konttinen, M. Pessa, "14.5-nm emission tuning from a fiber-coupled GaInNAs VCSEL", *Indium Phosphide and Related Materials IPRM 2005*, p287-290 (2005).

[SC111]: S.A. Smith, S. Calvez, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, A.J. Kemp, H.D. Sun, D. Burns, and M.D. Dawson, "Polarisation and modal characteristics of a 1.3µm diamond-microchip GaInNAs vertical external-cavity surface-emitting laser", CLEO Europe 2005, poster CB-17-MON (2005).

## 2006

[SC112]: A.J. Maclean, A.J. Kemp, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, S. Giet, S. Calvez, M.D. Dawson, D. Burns, J.Y. Kim, K.-S. Kim and T. Kim, "An analysis of power scaling and thermal management in 1060nm VECSELs with diamond heatspreader", CLEO 2006, poster JWB21 (2006).

[SC113]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, J.A. Gupta, G.C. Aers, "1550nm pulsed operation of a GaInNAsSb VCSEL", CLEO 2006, oral presentation CTuX5 (2006).

[SC114]: H.D. Sun, S. Calvez, M.D. Dawson, J.A. Gupta, G.I. Sproule, X. Wu and Z.R. Wasilewski, "Spectroscopic characterization of 1.5 µm GaInN(Sb)As/GaNAs quantum-well structures by molecular-beam epitaxy", *International Conference of Physics of Semiconductor*, oral presentation TuA3-J5 (2006).

[SC115]: S. Giet, H.D. Sun, S. Calvez, M.D. Dawson, S. Suomalainen, A. Härkönen, M. Guina, O. Okhotnikov, and M. Pessa, "Spectral narrowing and locking of a Vertical External-Cavity Surface-Emitting Lasers using a Volume Bragg Grating", Photon 06 - QEP, Wed 06/09/06 - 16:45 (2006).
[SC116]: J.-M. Hopkins, A.J. Maclean, D. Burns, J. Ng, M. Hopkinson, S. Calvez, and H.D. Sun, "High performance 2.2µm optically-pumped Vertical External Cavity Surface Emitting Laser", Photon 06 - QEP, Thur 07/09/06 – 11:30 (2006).

[SC117]: C.G. Leburn, A.D. McRobbie, A.A. Lagatsky, C.T.A. Brown, W. Sibbett, S. Calvez, D. Burns, M.D. Dawson, J.A. Gupta, G.C. Aers, "Self-starting femtosecond Cr⁴⁺:YAG laser mode locked with a GaInNAs saturable Bragg reflector", Photon 06 - QEP, oral presentation Wed 06/09/06 – 16:15 (2006).

[SC118]: A. Kemp, A.J. Maclean, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, S. Giet, S. Calvez, M.D. Dawson, D. Burns, "Thermal management in disk lasers: doped-dielectric and semiconductor laser gain media in thin-disk and microchip formats", Photon 06 - QEP, poster 2.22 (2006).

[SC119]: N. Laurand, S. Calvez, M.D.Dawson, and A.E. Kelly, "Slow light in a 1300nm GaInNAs Vertical Cavity Semiconductor Optical Amplifier", LEOS Annual meeting 2006, oral presentation MA4 (2006).

[SC120]: S. Giet, H.D. Sun, S. Calvez, M.D.Dawson, S. Suomalainen, A. Härkönen, M. Guina, O. Okhotnikov, and M. Pessa, "Spectral narrowing and locking of a Vertical External-Cavity Surface-Emitting Lasers using a Volume Bragg Grating", LEOS Annual meeting 2006, oral presentation WZ1 (2006).

## 2007

[SC121]: S. Calvez, S. Giet, A.J. Kemp, J.E. Hastie, M.D. Dawson, T. Jouhti, J. Kontinen, and M. Pessa, "Tunable red laser emission by intra-cavity doubling of a GaInNAs VECSEL", CLEO 07, oral presentation CMFF2 (2007).

[SC122]: S. Calvez and M.D. Dawson, "Optoelectronic devices based on dilute nitrides", EMRS spring meeting 2007- Symposium F, invited talk F-6.1 (2007).

[SC123]: N. Laurand, C.L. Lee, E. Gu, J.E. Hastie, S. Calvez, M.D. Dawson, S. Suomalainen, M. Guina, O. Okhotnikov, and M. Pessa, "Microchip Vertical-External Cavity Surface Emitting Laser using a concave-shaped diamond micromirror", CLEO Europe 2007, oral presentation CB-614 (2007).

[SC124]: S. Giet, S. Calvez, M.D. Dawson, N. Destouches, O. Parriaux, S. Suomalainen, M. Guina, O. Okhotnikov, and M. Pessa, "Stabilisation of a Vertical External-Cavity Surface-Emitting Laser using an intra-cavity high-reflectivity grating", CLEO Europe 2007, oral presentation CB-506 (2007).

[SC125]: N. Laurand, B. Guilhabert, E. Gu, S. Calvez, M.D. Dawson, "Tunable fiber-VCSEL with an intracavity polymer microlens", LEOS Annual meeting 2007, oral presentation WZ4 (2007).

## 2008

[SC126]: S. Giet, A.J. Kemp, D. Burns, S. Calvez, M.D. Dawson, S. Suomalainen, A. Harkonen, M. Guina, O. Okhotnikov, and M. Pessa, "Comparison of thermal management techniques for semiconductor disk lasers", proceedings of SPIE (Photonics West – LASE 2008), 6871, 687116 (2008).

[SC127]: J.A. Gupta, S. Calvez, J. Weda, D. Burns, D. Poitras, and G.C. Aers, "Characteristics of GaInNAsSb/GaAs VCSELs Operating Near 1.55µm", proceedings of SPIE (Photonics West – OPTO 2008), 6908, 69080E (2008).

[SC128]: S. Calvez, J.E. Hastie, S. Vetter and M.D. Dawson, "Short-wavelength GaInNAs semiconductor disk lasers", CLEO 2008, oral presentation CWD1 (2008).

[SC129]: P. Roth, A.J. Maclean, A.J. Kemp, S. Calvez, M.D. Dawson and D. Burns, "Efficiency and beam quality analysis of a semiconductor disk laser", CLEO 2008, oral presentation CWD3 (2008).

[SC130]: P. Schlosser, S. Calvez, J.E. Hastie, S. Jin, T. Germann, A. Strittmatter, U.W. Pohl, D. Bimberg and M.D. Dawson, "", CLEO 2008, oral presentation CWD5 (2008).
[SC131]: N. Laurand, C.L. Lee, E. Gu, S. Calvez and M.D. Dawson, "Longitudinal mode selection in a fiber-coupled microlensed microchip VECSEL", CLEO 2008, poster JThA6 (2008).

[SC132]: C.G. Leburn, N.K. Metzger, C.T.A. Brown, W. Sibbett, S. Calvez, D. Burns, H.D. Sun, M.D. Dawson, M. Le Dû and J.-C. Harmand, "Femtosecond pulse generation at 1530nm using a GaInNAsSb SESAM", CLEO 2008, oral presentation CFP5 (2008).

[SC133]: S.L. Vetter, S. Calvez, M.D. Dawson, L. Bigot, I. Razdobreev, and G. Bouwmans, "Amplification characteristics of bismuth-doped silica fibres", Europhoton 2008, poster Thp.2 (2008).

[SC134]: S.L. Vetter, S. Calvez, M.D. Dawson, F. Fusari, A.A. Lagatski, W. Sibbett, C.T.A. Brown, V.-M. Korpijarvi, M. Guina, B. Richards, G. Jose and A. Jha, "1213nm Semiconductor disk laser pumping of a Tm³⁺-doped tellurite glass", Laser and Electro-Optics Society Annual meeting 2008, oral presentation ThS 4 (2008).

## 2009

[SC135]: S.L. Vetter, S. Calvez, M.D. Dawson, F. Fusari, A.A. Lagatski, W. Sibbett, C.T.A. Brown, V.-M. Korpijarvi, M. Guina, B. Richards, G. Jose and A. Jha, "GaInNAs Semiconductor disk lasers as pump sources for Tm³⁺(-Ho³⁺)-doped glass, crystal and fibre lasers", proceedings of SPIE (Photonics West- Lase 2009), 7193, 719347 (2009).

[SC136]: M.D. Dawson, J.E. Hastie, S. Calvez, N. Laurand, D. Burns, A.J. Kemp "Semiconductor Disk Lasers: Recent developments in bulk and microlasers", Advanced Solid-State Photonics 2009, invited talk ME1 (2009).

[SC137]: S. Calvez, "Semiconductor Disk Lasers: Introduction and recent progress", Young Optical Society Conference 2009 - Moscow, invited talk number 2 (2009).

[SC138]: N. Laurand, S. Calvez, M.D. Dawson, S. Bouchoule, J.-C. Harmand, J. Decobert, "1.55-µm tunable doped-fiber vertical-cavity surface-emitting laser", European Conference on Lasers and Electro-Optics (ECLEO) 2009, oral presentation CB13.3 (2009).

[SC139]: V. Savitski, D. Burns, and S. Calvez, "Fast switching between continuous wave and passively mode-locked regimes of Nd:YVO4 and Cr:LiSAF lasers", European Conference on Lasers and Electro-Optics (ECLEO) 2009, oral presentation CA8.1 (2009).

[SC140]: A.A. Lagatsky, F. Fusari, C.T.A. Brown, W. Sibbett, S. Calvez, M.D. Dawson and J.A. Gupta, "Passively mode-locked Tm,Ho:KY(WO₄)₂ laser around 2µm", European Conference on Lasers and Electro-Optics (ECLEO) 2009, oral presentation CA10.2 (2009).

[SC141]: V. Savitski, J.E. Hastie, D. Burns, M.D. Dawson, S. Calvez, A.B. Krysa, J.S. Roberts, "InGaP quantum dot saturable absorber for self-starting mode-locked operation of a Ti:sapphire laser", European Optical Society Laser Meeting 2009, TML 2147 (2009).

[SC142]: V. Savitski, S. Calvez, P.A. Loiko, K.V. Yumashev, N.V. Kuleshov, A.A. Palyuk, D. Burns, "Thermal lensing in N₂ and b-cut Nd:KGd(WO₄)₂ laser crystals", European Optical Society Laser Meeting 2009, TML2231 (2009).

[SC143]: P.J. Schlosser, J.E. Hastie, S. Calvez, A.B. Krysa, and M.D. Dawson, "InP/GaInP quantum dot semiconductor disk laser for TEM₀₀ emission at 740nm", Laser and Electro-Optic Society (LEOS) Annual Meeting 2009, oral presentation ThP 5 (2009).

[SC144]: S. Calvez, "Dilute nitrides for optical surface-normal operating devices", COST MP0805 Delphi training school, invited lecture (2009).
## 2010

[SC145]: S.L. Vetter, N. Laurand, M. Guina, M.D. Dawson and S. Calvez, "~1200nm tunable fibre vertical-cavity surface-emitting laser", Photonics West-Lase 2010, Proceedings of SPIE, 7578, article 7578-33 (2010)

[SC146]: A.J. Kemp, A.J. Maclean, P. Millar, J.-M. Hopkins, J.E. Hastie, S. Calvez, M.D. Dawson, and D. Burns, "Intracavity synthetic diamond: underpinning wavelength diversity in semiconductor disk lasers", Advanced Solid State Photonics 2010 (ASSP2010), poster AWB3 (2010)

[SC147]: A.A. Lagatsky, F. Fusari, C.T.A. Brown, S. Calvez, M.D. Dawson, V.E. Kisel, S.V. Kurilchik, N.V. Kuleshov, and J.A. Gupta, "Femtosecond modelocking of a Tm,Ho:KYW laser near 2µm", Advanced Solid State Photonics 2010 (ASSP2010), poster ATuA1 (2010)

[SC148]: P.J. Schlosser, J.E. Hastie, S. Calvez, A.B. Krysa, and M.D. Dawson, "Semiconductor disk lasers incorporating InP/GaInP quantum dots for 716-755 emission", Advanced Solid State Photonics 2010 (ASSP2010), poster AWB5 (2010)

[SC149]: L.J. Mcknight, Y. Zhang, Z. Tian, E. Gu, S. Calvez, and M.D. Dawson, "Large-cross section diamond waveguides", oral presentation at Photon 2010, (2010)

[SC150]: Y. Zhang, L.J. Mcknight, Z. Tian, S. Calvez, E. Gu, and M.D. Dawson, "Large-cross section diamond waveguides: design, fabrication and characterisation", Diamond 2010, oral presentation DIA2010_98 (2010)

[SC151]: L.J. Mcknight and S. Calvez, "Gain-guided KYb(WO₄)₂ Laser", Europhoton 2010, poster WeP20 (2010)

[SC152]: V.G. Savitski, J.E. Hastie, S. Calvez, and M.D. Dawson, "Micro-Joule cavity-dumped semiconductor disk laser", Europhoton 2010, oral presentation ThD4 (2010)

[SC153]: S.L. Vetter, S. Calvez, and M.D. Dawson, "Thermal management of semiconductor disk lasers with lattice-(mis)matched AlGaAs mirrors", Europhoton 2010, poster TuP19 (2010)

## 2011

[SC154]: V.G. Savitski, I.M. Ranieri, A.B. Krysa and S. Calvez, "Passively Q-switched Pr:YLF laser", Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2011, oral presentation CMB7 (2011)

[SC155]: C.G. Leburn, C.T.A. Brown, W. Sibbett, W. Liu, S. Calvez, M.D. Dawson, "Towards femtosecond GHz-repetition-rate operation of a Cr:fosterite laser using GaInNAs SESAMs", Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2011, poster JWA76 (2011)

[SC156]: S. Calvez, "GaInNAs(Sb) for solid-state laser engineering", DELSEM-PHOTON workshop at International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON) 2011, Invited Talk (2011)

[SC157]: A.A. Lagatski, C.T.A. Brown, W. Sibbett, S. Calvez, M.D. Dawson, J.A. Gupta, "Highly efficient, broadly tunable 2-um femtosecond Tm:KYW laser", European Conference on Lasers and Electro-Optics (ECLEO) 2011, oral presentation CA3.1 (2011)

[SC158]: L.J. McKnight, Y. Zhang, I.M. Watson, E. Gu, S. Calvez, M.D. Dawson, "GaN waveguides: Towards a new platform for integrated quantum photonics", International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS) 2011, poster PE2.14 (2011)

[SC159]: Y. Zhang, L.J. McKnight, I.M. Watson, E. Gu, S. Calvez, M.D. Dawson, "Compact large-cross section GaN directional couplers", IEEE Photonics Society Annual Meeting 2011, oral presentation WB6 (2011)

[SC160]: P. Tian, E. Xie, Z. Gong, Z. Chen, T. Yu, Y. Sun, S. Qi, Y. Chen, Y. Zhang, S. Calvez, E. Gu, G. Zhang and M. D. Dawson, "Flexible Vertical Structure
## 2012

[SC161]: M.D. Dawson, J.E. Hastie, S. Calvez, "Monolithic approaches to VECSEL devices", Photonics West- Lase 2012, **Invited presentation**, PW12-LA116-37 (2012)

[SC162]: C. Crombie, D. A. Walsh, W. Lu, S. Zhang, Z. Zhang, K. Kennedy, S. Calvez, W. Sibbett and C.T.A. Brown, "Electrically-controlled Rapid Femtosecond Pulse Duration Switching in an Ultrafast Cr⁴⁺:forsterite Laser", Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 2012, paper CF2L (2012)

[SC163]: D. A. Walsh, C. Crombie, W. Sibbett, C.T.A. Brown, V.G. Savitski, D. Burns and S. Calvez, "Optically-induced switching between mode-locked and unmode-locked continuous wave regimes of a femtosecond Cr⁴⁺:forsterite laser", Photonics Europe 2012, **Invited presentation**, proc. of SPIE, **8433**, 844330G (2012)

[SC164]: S. Reilly, V.G. Savitski, W. Lu, A.J. Kemp, E. Clarke, and S. Calvez, "Study of bulk GaInNAs/GaAs material for application in passive Q-switching devices", European Material Research Society (EMRS) – Spring Meeting – Symposium T, poster 2-19 (2012)

[SC165]: W. Liu, C. Crombie, D. A. Walsh, Y.N. Qiu, S. Zhang, Z. Zhang, K. Kennedy, W. Sibbett and C.T.A. Brown, and S. Calvez, "Electrically-controlled GaInNAs SEmiconductor Saturable Absorber Mirrors for ultrafast laser control", European Material Research Society (EMRS) – Spring Meeting – Symposium T, poster 2-20 (2012)

[SC166]: L.J. McKnight, and S. Calvez, "Reconfigurable integrated optics", European Conference on Integrated Optics (ECIO) (2012)

## 2013

[SC167]: X. Buet, A. Monmayrant, S. Calvez, C. Tourte, F. Lozes-Dupuy and O. Gauthier-Lafaye, "Design and performances of simplified external cavity laser diodes using CRIGF mirrors", European Conference on Lasers and Electro-Optics (E-CLEO) 2013, poster CB-P16 (2013)

[SC168]: Y. Qiu, W. Lu, and S. Calvez, "Quantum confinement stark effect of different GaInNAs quantum well structures", conference on Materials for renewable energy and environment 2013, paper 132 (2013).

[SC169]: S. Calvez, A. Larrue, G. Almuneau, O. Gauthier-Lafaye, F. Lozes-Dupuy, M. Maximov, "Sélection modale dans les lasers à modes de galerie", Journées Nano, Micro et Optoélectronique, poster (2013)

[SC170]: G. Almuneau, F. Chouchane, S. Calvez, H. Makhloufi, C. Fontaine, "Three dimensional confinement technology based on buried patterned AlOx layers: potentials and applications for VCSEL arrays", International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), **Invited Talk** Mo B2-2 (2013).

[SC171]: X. Buet, A. Guelmani, A. Monmayrant, S. Calvez, F. Lozes-Dupuy, O. Gauthier-Lafaye, "Robust and simplified cat's-eye external-cavity lasers using cavity resonant integrated grating filters", International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), **Invited Talk** We B2.2 (2013).
[SC172]: G. Almuneau, F. Chouchane, S. Calvez, and C. Fontaine, "Planar technological solutions for embedded oxide-based confinement for new VCSELs architectures", European VCSEL Day, Rennes (22-23/5/2014).

[SC173]: G. Lafleur, A. Larrue, G. Almuneau, P.-F. Calmon, A. Arnoult, O. Gauthier-Lafaye, and S. Calvez, "Vertically-coupled AlGaAs microdisks using selective lateral oxidation", *European Conference on Integrated Optics (ECIO)*, poster P011 (2014).

Articles de conférences sans comité de lecture

[SC174]: Z. Abdallah, A. Ali Slimane, V. Auroux, A. Fernandez, S. Calvez, F. Lozes and O. Llopis, "Fibered and integrated approaches for ultra-high Q optical resonators and comb generation", International workshop on "Frequency combs: from sources to applications", poster 3, Toulouse (14/2/2014).

[SC175]: G. Lafleur, A. Larrue, G. Almuneau, P.-F. Calmon, A. Arnoult, O. Gauthier-Lafaye, and S. Calvez, "Vertically-coupled AlGaAs/AlOx microdisks", *GDR Oxyfun*, poster, Autrans (29/6-2/7/2014).

[SC176]: G. Lafleur, G. Almuneau, P.-F. Calmon, A. Arnoult, O. Gauthier-Lafaye, and S. Calvez, "Mesure de pertes optiques dans des guides d'onde slot GaAs/AlOx", *GDR Oxyfun*, poster (2014).
# CURRICULUM VITAE

## Stéphane Calvez

40 ans

### Titres

<table><tr><td>Jul 1998 – Nov 2000</td><td>Thèse de doctorat - Mention Très Honorable</td></tr><tr><td>Soutenue 23/06/2002</td><td>Sujet: "Lasers à fibres pour les télécommunications multipléxées en longueur d'onde : Etude de l'accordabilité en longueur d'onde et génération de trains d'impulsions multi-longueurs d'onde par voie électro-optique"</td></tr><tr><td>Sep 1997 – Jul 1998</td><td>Programme d'échange ERASMUS - ENSPM / Heriot Watt University</td></tr><tr><td>Sep 1995 – Jul 1998</td><td>Titre du projet: "Modélisation du bruit et de la résolution verticale d'instruments satellite de mesure de l'atmosphère"</td></tr><tr><td>Sep 1995 – Jul 1998</td><td>Ingénieur avec spécialité "Optique et Optoélectronique" de l'Ecole Nationale Supérieure de Physique de Marseille (E.N.S.P.M.)</td></tr><tr><td>1993</td><td>Baccalauréat C</td></tr></table>

### Expérience Professionnelle

<table><tr><td>Fév. 2012 – présent</td><td>Chargé de Recherche 1<sup>ère</sup> classe<br>LAAS-CNRS (Toulouse, France)<br><u>Thématique:</u> Lasers et convertisseurs non-linéaires à<br>semiconducteurs, micro-fabrication</td></tr><tr><td>Juil. 2002 – Fév. 2012</td><td>Chercheur<br>University of Strathclyde/Institute of Photonics (Glasgow,<br>Grande-Bretagne)<br><u>Thématique:</u> Composants (lasers, amplificateurs, modulateurs) à<br>semiconducteurs à opération verticale, Lasers à solide exploitant<br>des composants ou technologies semiconducteurs (lasers disque<br>semiconducteur, lasers à impulsions ultra-rapides utilisant des<br>absorbants saturables semiconducteurs, lasers guidés).</td></tr><tr><td>Déc 2000 – Juin 2002</td><td>Service Militaire "Coopérant Chercheur".<br>University of Strathclyde/Institute of Photonics (Glasgow,<br>Grande Bretagne) en lien avec le CEA-LETI (Grenoble, France)<br><u>Sujet:</u> Lasers à cavité verticale émettant par la surface à base de<br>nitrures dilués.</td></tr><tr><td>Jul 1998 – Nov 2000</td><td>Thèse de doctorat - Mention Très Honorable</td></tr><tr><td>Soutenue 23/06/2002</td><td>Sujet: "Lasers à fibres pour les télécommunications multipléxées<br>en longueur d'onde : Etude de l'accordabilité en longueur<br>d'onde et génération de trains d'impulsions multi-longueurs<br>d'onde par voie électro-optique"</td></tr></table>