EXPÉRIENCE MARQUANTE premier système de matériaux que j ’ ai choisi comme nouveau support pour les concepts des lasers à cascade quantique a été le GaAs / AlGaAs sur substrat de GaAs , qui est , après le silicium , le semiconducteur le plus utilisé en technologie . Mon arrivée à Thomson a été aussi l ’ occasion pour lancer à niveau européen la technologie de ces lasers . J ’ ai donc monté et ensuite coordonné un projet européen , comprenant cinq pays , qui visait un véritable transfert technologique des dispositifs déjà démontrés aux USA et le développement de lasers dans de nouveaux systèmes de matériaux . Ce projet a été le premier d ’ une série de succès qui ont permis d ’ implanter en Europe le savoir-faire et l ’ industrialisation des lasers à cascade quantique . Ce n ’ est pas un hasard que la première compagnie produisant ces sources de lumière , Alpes Lasers , fut fondée en Suisse par Jérôme Faist . Le projet visant à transférer les lasers à cascade quantique vers de nouveaux systèmes de matériaux a rapidement porté ses fruits . Un an après mon arrivée chez Thomson ( THALES ), j ’ ai démontré le premier laser à cascade quantique en GaAs / AlGaAs [ 3 ]. En 2003 , en collaboration avec l ’ Université de Montpellier , j ’ ai également contribué à la réalisation de lasers dans des semi-conducteurs à base d ’ antimoine ( InAs / AlSb sur substrat GaSb ) [ 4 ]. Dans ces deux projets , j ’ ai eu la chance de bénéficier du soutien scientifique de chercheurs exceptionnels , comme Julien Nagle chez Thomson , ainsi qu ’ Alex Baranov et Roland
Teissier à l ’ Université de Montpellier . Leur expertise dans le domaine des dispositifs semi-conducteurs a été essentielle à la réussite de ces travaux , qui auraient été bien plus complexes sans leurs contributions . Le GaAs est , aujourd ’ hui , le matériau d ’ excellence pour la réalisation des lasers à cascade quantique dans le domaine de fréquences THz , i . e . aux longueurs d ’ onde de l ’ ordre de 100 µ m ou plus ( voir Fig . 3 ). D ’ autre part , les dispositifs fabriqués dans le système des antimoniures sont aujourd ’ hui parmi les meilleurs lasers entre 10 et 20 µ m ; ils sont produits en France par la société MirSense . De plus , les recherches continuées à l ’ Université de Montpellier ont démontré que les lasers à cascade quantique dans ce système de matériaux peuvent se faire sur des substrats de silicium [ 5 ], ouvrant la voie vers l ’ intégration de ces sources de lumière avec la technologie C-MOS . Les premières années après la démonstration de lasers à cascade quantique ont été dédiées surtout à l ’ amélioration de ses performances , nous étions pressés de saisir son potentiel en tant que futur produit commercial . Néanmoins , en 2003 , quand j ’ avais déjà un poste de professeur à l ’ Université Paris-Diderot , une jeune théoricienne , Angela Vasanelli , avait rejoint mon groupe en tant que Maître de conférences . C ’ était une excellente occasion pour changer le cap et démarrer une activité de recherche fondamentale sur la physique du laser . Nous nous sommes , donc , focalisés sur les phonons ,
Figure 2 . Plage de fonctionnement des lasers à cascade quantique comparée à celle des diodes lasers . La longueur d ’ onde d ’ émission des diodes lasers est fixée par l ’ énergie de bande interdite du semiconducteur , tandis que celle des lasers à cascade quantique est contrôlée par l ’ ingénierie quantique .
Photoniques 130 I www . photoniques . com 33