Contribution à l'étude et à l'optimisation de composants optoélectroniques

Dans cette thèse, nous présentons des outils de modélisation destinés à l'étude des composants optoélectroniques et des méthodes d'optimisation permettant d'en tirer encore plus de profit. Afin de modéliser différents composants optoélectroniques sur InP, nous avons mis au point un lo...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: MAGNIN, Vincent
Language:FRE
Published: Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I 1998
Subjects:
BPM
Online Access:http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009353
http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/80/85/PDF/tel-00009353.pdf
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collection NDLTD
language FRE
sources NDLTD
topic [INFO:INFO_MO] Computer Science/Modeling and Simulation
[SPI:NANO] Engineering Sciences/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
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modèle hydrodynamique
Monte Carlo
Algorithme Génétique
phototransistors
photodiodes
commutateurs optiques
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[SPI:NANO] Engineering Sciences/Micro and nanotechnologies/Microelectronics
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optimisation
BPM
modèle hydrodynamique
Monte Carlo
Algorithme Génétique
phototransistors
photodiodes
commutateurs optiques
MAGNIN, Vincent
Contribution à l'étude et à l'optimisation de composants optoélectroniques
description Dans cette thèse, nous présentons des outils de modélisation destinés à l'étude des composants optoélectroniques et des méthodes d'optimisation permettant d'en tirer encore plus de profit. Afin de modéliser différents composants optoélectroniques sur InP, nous avons mis au point un logiciel fondé sur la méthode des faisceaux propagés (BPM) afin d'étudier la propagation et l'absorption de la lumière, et un modèle hydrodynamique afin de modéliser leur comportement électronique. Nous avons réalisé une recherche bibliographique pour regrouper les données matériaux nécessaires. Le premier composant que nous avons étudié et optimisé est un phototransistor à hétérojonction InP/InGaAs pour les applications hyperfréquences. Nous avons exposé son fonctionnement et montré ses possibilités et limites. Sa structure optique de type guide d'onde peut être améliorée par l'ajout d'une couche de quaternaire. On peut envisager la réalisation de phototransistors à double hétérojonction pour les applications de puissance. Nous avons ensuite étudié des photodiodes PIN-guide à très fort coefficient de couplage et grande tolérance d'alignement. Différentes solutions ont été envisagées. Nous avons montré l'intérêt des « structures lentillées », comportant plusieurs couches de confinement d'indices optiques progressifs, et étudié leurs performances optiques et électriques. Pour optimiser ces structures, nous avons mis au point un algorithme Monte Carlo couplé à une BPM-2D, qui permet de tester des milliers de structures aléatoires. Enfin, nous avons réalisé un Algorithme Génétique couplé à une BPM-2D et avons montré son intérêt pour l'optimisation de composants optoélectroniques avec de nombreux paramètres et des objectifs multiples. Ce type d'algorithme est fondé sur la théorie de l'évolution de Darwin. Nous l'avons appliqué à l'optimisation de commutateurs optique à réflexion interne totale et de commutateurs cascade.
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