Le laser à émission de surface basé sur un cristal photonique (PCSEL) peut exploiter l'effet de résonance aux bords de la bande pour réaliser une oscillation cohérente sur une grande surface. Il s'agit d'un nouveau type de laser à semi-conducteurs capable de produire une émission monomode haute luminosité. Cela confère au PCSEL de bonnes perspectives d'application dans les domaines du lidar et de la détection 3D. Cet article présente la conception d'un PCSEL avec une structure de trous d'air conique asymétrique sur une grille carrée simple, augmentant le facteur de remplissage du cristal photonique pour accroître la différence de seuil entre le mode fondamental et les modes supérieurs, permettant une sortie laser monomode haute puissance avec une grande surface mode. Les expériences montrent que le PCSEL développé à 940 nm atteint une puissance de sortie de 5,1 W sous pompage en impulsions de 10 μs, avec une efficacité à la pente de 0,43 W/A, un profil de tache en champ lointain présentant une distribution monolobée à un angle de divergence de 1° et une polarisation linéaire à 80 % ; de plus, sous des impulsions de 5 ns, sa puissance de sortie atteint 35 W. Le développement de ce dispositif peut fournir une bonne source lumineuse pour les systèmes lidar.

Laser semi-conducteur à émission de surface sur cristal photonique ; haute puissance ; conique asymétrique