EP2483727A1 - Dispositif optoelectronique terahertz et procede pour generer ou detecter des ondes electromagnetiques terahertz - Google Patents

Dispositif optoelectronique terahertz et procede pour generer ou detecter des ondes electromagnetiques terahertz

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Publication number
EP2483727A1
EP2483727A1 EP10771800A EP10771800A EP2483727A1 EP 2483727 A1 EP2483727 A1 EP 2483727A1 EP 10771800 A EP10771800 A EP 10771800A EP 10771800 A EP10771800 A EP 10771800A EP 2483727 A1 EP2483727 A1 EP 2483727A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
terahertz
optoelectronic device
semiconductor component
generating
electromagnetic waves
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10771800A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Juliette Mangeney
Jean-Michel Lourtioz
Paul Crozat
Matthieu Robert Marcel Martin
Loïc MEIGNIEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Paris Sud
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite Paris Sud
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite Paris Sud filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP2483727A1 publication Critical patent/EP2483727A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H01S1/02—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range solid

Definitions

  • the present invention relates to a terahertz optoelectronic device capable of cooperating with an electronic apparatus for generating or detecting terahertz electromagnetic waves, and a method for generating or detecting terahertz electromagnetic waves.
  • Terahertz electromagnetic wave generators and detectors are used in various fields such as microelectronics for circuit characterization, telecommunications, biology, or defense, for example.
  • the operating frequencies of the electronic and optoelectronic components to be characterized are greater than the bandwidths of conventional measuring tools, limited today to 210 GHz.
  • Characterization tools are known associating a terahertz electromagnetic wave generator with an electrical-optical conversion probe.
  • Terahertz electromagnetic wave generators can be divided into two types of generators: those based on the generation of terahertz electromagnetic waves propagating in free space and those based on the generation of terahertz electromagnetic waves propagating in a waveguide .
  • the terahertz electromagnetic wave generators make it possible to emit terahertz electromagnetic waves propagating in a waveguide of the circuit to be characterized, for example. These generated terahertz electromagnetic waves are then detected by the electrical-optical conversion probe to locally measure fast electric field variations in the circuit. It is possible to determine the direction of propagation of electrical signals, the presence of clutter and to characterize these echoes.
  • these Terahertz electromagnetic wave generators can be used as an emitter / detector of electromagnetic radiation to detect or transmit high speed data (> 10Gbit / s) on carrier at terahertz frequencies.
  • Document FR 2 870 386 discloses an emitter / detector for terahertz electromagnetic radiation, as illustrated in FIG. 1, making it possible to generate or detect terahertz electromagnetic waves.
  • the terahertz electromagnetic radiation emitter / detector comprises on the one hand an electronic apparatus comprising a substrate, a photoconductor comprising an epitaxial layer of unintentionally doped semiconductor material formed on the substrate and metal electrodes or contacts deposited on the substrate. substrate, and secured to the semiconductor material.
  • the design of the electronic device depends on the coupling envisaged either in a waveguide or towards a free space.
  • the emitter of electromagnetic radiation further comprises a light excitation source of the photoconductor for generating charge carriers in the epitaxial layer, means for creating a continuous electric field between the metallic contacts, means for emitting electromagnetic waves from the generated charge carriers, and a coupling optics for directing the light flux onto the semiconductor component and which is placed between the excitation source and the photoconductor.
  • the electronic apparatus of the Terahertz electromagnetic wave generator can be connected to the electronic circuit to be characterized by bonds of "bonding" type or directly integrated with the latter during the manufacturing step. as described above.
  • bonding bonds are micron gold wires, which have high radiation losses at terahertz frequencies.
  • impedance mismatches generated by this type of connection induce numerous parasitic echoes of the terahertz pulse.
  • the integration of the photoconductor directly on the electronic circuit to be characterized is difficult to achieve technologically and limits the characterization to that of the microelectronic circuit.
  • the microelectronic circuit to be characterized is modified specifically for the measurement, and the generation of the terahertz pulse is located at a precise and fixed location of the studied apparatus.
  • the emission or detection of terahertz electromagnetic radiation is only possible at a precise and fixed location of the electronic device of the Terahertz electromagnetic radiation transmitter / detector.
  • the terahertz electromagnetic wave propagates through the substrate of the electronic device.
  • this substrate may have significant losses in the terahertz domain and high permittivity.
  • the objective of the invention is therefore to propose a Terahertz optoelectronic device independent of the electronic device and enabling generation or detection of terahertz electromagnetic waves at different locations of the electronic device.
  • This terahertz optoelectronic device is able to cooperate with an electronic device for generating or detecting terahertz electromagnetic waves.
  • This Terahertz optoelectronic device works well with a wide range of electronic devices.
  • the invention relates to a Terahertz optoelectronic device adapted to cooperate with an electronic apparatus for generating or detecting Terahertz electromagnetic waves, said electronic apparatus comprising at least two distant metallic conductors, and means for generating an electric field or measuring a electrical current between said metal conductors, said terahertz optoelectronic device comprising:
  • a source of light excitation capable of delivering light signals
  • an optical fiber comprising a first and a second end, said first end being able to receive the light signals delivered by said excitation source, said optical fiber directing these light signals towards said second end.
  • the terahertz optoelectronic device comprises:
  • said light excitation source being able to excite the semiconductor component to produce charge carriers therein for generating or measuring electromagnetic waves Terahertz, when the semiconductor component is near or in contact with the metal conductors, the terahertz optoelectronic device (1) being movable relative to the electronic device.
  • the present invention also relates to the following features which may be considered individually or in all their technically possible combinations and each bring specific advantages:
  • said semiconductor component is bonded to said second end of the optical fiber with an optical adhesive
  • the terahertz optoelectronic device comprises a lens positioned between the semiconductor component and said second end of the optical fiber for focusing said luminous flux on the semiconductor component
  • said semiconductor component comprises an epitaxial layer of a semiconductor material, the epitaxial layer being a layer of InGaAs previously irradiated with ions,
  • said semiconductor component is formed of a stack of several semiconductor materials, the service life of the charge carriers of said epitaxial layer, generated by said luminous flux, is less than one picosecond, the mobility of these carriers being greater than 200 cm 2 V " V 1 at ambient temperature and the resistivity of said layer being between 10 4 Qcm and 1 Qcm,
  • the semiconductor component has a section greater than that of the optical fiber
  • the excitation source is an ultra-short broad-spectrum laser source capable of generating light pulses centered on a wavelength ⁇ of between 0.7 ⁇ and 1.6 ⁇ and having a duration of the order of the hundred or so femtoseconds,
  • the excitation source comprises two coherent continuous laser sources each emitting a light wave, the frequency difference of said light waves being in the terahertz frequency range.
  • the invention also relates to a method for generating or detecting Terahertz electromagnetic waves with a terahertz optoelectronic device as defined above, and an electronic apparatus comprising at least two distant metallic conductors, and means for generating an electric field or measuring a electric current between said metal conductors.
  • the semiconductor component integral with the second end of the optical fiber is placed at a distance from the two metal conductors.
  • the invention provides a Terahertz optoelectronic device independent of the electronic device (or external to the latter).
  • the terahertz optoelectronic device is compatible with a large number of electronic devices using in particular substrates of low permittivity.
  • This Terahertz optoelectronic device allows the generation of higher power levels and the detection with greater sensitivity of terahertz electromagnetic waves in free space.
  • This terahertz optoelectronic device is also suitable for characterizing a large number of complex electronic circuits.
  • the generation of an terahertz electromagnetic wave can be performed at any accessible point of the electronic circuits studied.
  • the Terahertz optoelectronic device can be freely positioned without the need for tedious adjustments or complex manipulations.
  • the terahertz optoelectronic device is associated with an electrical-optical conversion probe, such as that of document FR 2 906 039, based on the electro-optical sampling, which is also independent or external, the Characterization of the electronic circuits can be carried out through the enclosures enclosing them.
  • the terahertz optoelectronic device can be mounted on a production line to characterize on-line circuits.
  • the Terahertz optoelectronic device may be associated with an electronic device optimized for generating or detecting terahertz electromagnetic waves propagating in a waveguide or for generating and detecting the terahertz electromagnetic wave in free space.
  • the invention can be applied to terahertz spectroscopy.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an emitter of electromagnetic radiation of the prior art
  • FIG. 2 is a schematic representation of an terahertz optoelectronic device, according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a detailed view of this terahertz optoelectronic device
  • Figure 1 shows an emitter of electromagnetic radiation of the prior art.
  • This emitter of electromagnetic radiation which is disclosed in the document FR 2 870 386, comprises a semiconductor or photoconductive component 1 0 comprising an epitaxial layer of a non-intentionally doped semiconductor material 11 formed on a substrate 5.
  • this epitaxial layer 1 1 is encapsulated between, on the one hand, an electrical insulation layer 1 3 placed on the surface of the substrate 5, and on the other hand, a contact layer 14 allowing the deposition of metal electrodes 1 8a, 18b.
  • the substrate 5 consists of an InP semiconductor material, or GaAs, or the like.
  • the semiconductor material of the epitaxial layer 1 1 is made of InGaAs.
  • the semiconductor component 10 also comprises metal electrodes 18a, 18b formed on the epitaxial layer 11 by evaporation of a gold-based alloy. Means make it possible to create a continuous electric field 6 between these metal electrodes 18a, 18b, the epitaxial layer being placed in this electric field. These means 6 comprise for example a voltage generator applying a potential difference between the metal electrodes 18a, 18b.
  • the transmitter also comprises an ultrafast laser source 7 broad spectrum to emit ultra-short pulses centered on a wavelength ⁇ between 1, 3 ⁇ and 1, 6 ⁇ .
  • this ultra-short laser source 7 is a fiber laser.
  • the ultra-short pulses emitted by this laser source 7 generate charge carriers in the epitaxial layer of the semiconductor material. unintentionally doped conductor 1 1 whose lifetime is less than one second.
  • the transmitter comprises an optical fiber 8 which sends the ultra-short pulses generated by the laser source onto the semiconductor component 10.
  • This optical fiber 8 is placed between the excitation source 7 and the semiconductor component 10. .
  • the transmitter comprises means for emitting electromagnetic radiation from the generated charge carriers.
  • These means comprise a transmission line 1 5a, 1 5b which is coplanar with the metal electrodes 1 8a, 1 8b.
  • the metal electrodes 18a, 18b have a potential difference that can be modified by the photogenerated carriers.
  • This transmission line 1 5a, 1 5b is connected to a Hertz dipole 1 6.
  • This Hertz dipole 1 6 comprises two arms 1 7a, 1 7b, each arm 1 7a, 1 7b being respectively connected to one end of the metal ribbons of the transmission line 1 5a, 1 5b.
  • the space between the metal electrodes 18a, 18b of the semiconductor component 110 is illuminated by the light source 7.
  • the charge carriers generated by the interaction between the ultra-short laser pulses and the semiconductor component 1 0 are sent via the transmission line 1 5a, 1 5b to the arms 1 7a, 1 7b of the Hertz dipole 1 6 which emits electromagnetic radiation.
  • the semiconductor material is secured to the substrate on which the metal electrodes are deposited.
  • the generation of electromagnetic waves in free space is then of limited power because of the losses in the semiconductor substrate.
  • the generation of electromagnetic waves in a waveguide on a dielectric substrate of low permittivity is tricky.
  • FIG. 2 is a schematic representation of an optoelectronic device
  • FIG. 3 is a detailed view of this terahertz optoelectronic device.
  • the terahertz optoelectronic device 1 comprises a light excitation source 7 capable of delivering light signals, and an optical fiber 8 comprising two ends 9a, 9b including a first end 9a adapted to receive the light signals delivered by the excitation source 7
  • the optical fiber 8 directs these light signals towards its second end 9b.
  • a semiconductor component 1 0 is secured to the second end of the optical fiber 8.
  • the excitation source 7, the optical fiber 8 and the semiconductor component 1 0 form a mobile unit assembly with respect to the electronic device 2.
  • the semiconductor component 10 is capable of performing an optical-electrical conversion to generate charge carriers.
  • the semiconductor component 1 0 is fixed to the optical fiber 8, and more precisely to the second end of the optical fiber 8. According to a possible embodiment, the semiconductor component 1 0 can be glued directly to the second end 9b of the optical fiber 8 so as to be in contact therewith.
  • the semiconductor component 10 can be glued to the second end 9b of the optical fiber 8 by means of an optical glue.
  • the semiconductor component 10 can be attached to the optical fiber 8 by molecular adhesion.
  • the terahertz optoelectronic device 1 is able to cooperate with an electronic device 2 either to generate terahertz electromagnetic waves 3, which can then be measured by an electrical-optical conversion probe, or to detect terahertz 3 external electromagnetic waves at the device. electronic 2.
  • the electronic apparatus 2 comprises at least two distant metal conductors or electrodes 4a, 4b. These may be formed on a semiconductor or dielectric substrate, for example. These can also be suspended in the air.
  • the electronic apparatus 2 comprises means 6 for generating an electric field between the metal conductors 4 a, 4 b.
  • the means for generating an electric field 6 may comprise a voltage generator, for example.
  • the substrate 5 may be of a semiconductor material or formed of another material. It may have a low permittivity.
  • the two metallic conductors 4a, 4b can form a coplanar waveguide.
  • the light excitation source 7 is able to excite the semiconductor component 1 0 to generate charge carriers.
  • the generated charge carriers interact with the electric field generated between the metallic conductors 4a, 4b of the electronic apparatus 2 to produce terahertz 3 electromagnetic waves.
  • the semiconductor component 1 0 of the invention may comprise a single epitaxial layer of a semiconductor material, for example.
  • the semiconductor component 10 may be formed of a stack of several semiconductor materials.
  • the epitaxial layer of the semiconductor component is in
  • One approach for reducing charge carrier lifetime is to introduce defects in the crystalline photoconductive material to create capture centers for trapping charge carriers.
  • the method of document FR 2 870 386 consists of using an irradiated semiconductor component, that is to say subjected to ion bombardment, to generate defects in a controlled and uniform manner and to reduce the service life of the charge carriers. .
  • the epitaxial layer is a layer of InGaAs previously irradiated with ions.
  • the lifetime of the charge carriers of the epitaxial layer, generated by the luminous flux is less than the picosecond. It can be also greater than the picosecond.
  • the mobility of these carriers is greater than 200 cm 2 V " V 1 at room temperature and the resistivity of the layer is between 1 0 4 Qcm and 1 Qcm.
  • the technological realization of the terahertz 1 optoelectronic device is particularly delicate, the diameter of the optical fiber 8 being 1 25 ⁇ . Other diameters of optical fiber 8 are also possible.
  • the optical fiber 8 may be a monomode optical fiber.
  • a thin layer of irradiated 1n 0.53 Ga 0.47 As is adhered at the end of optical fiber 8 using an optical glue polymerizing with UV radiation.
  • the charge carrier lifetime in the material of 0.53 Ga 0.47 As is reduced to values of the order of one picosecond.
  • the InGaAs layer has a thickness of 1 ⁇ .
  • the semiconductor component 1 0 preferably has a dimension greater than that of the optical fiber 8 so that all the light flux coming from the fiber is absorbed by the semiconductor component 1 0.
  • the diameter of the optical fiber 8 can also be less than that of the semiconductor component 1 0.
  • Other forms are also possible.
  • the optical fiber 8 can be mounted on precision motorized translation stages.
  • the choice of the material of the epitaxial layer advantageously makes it possible to generate ultrashort electric field pulses from an ultrashort optical excitation whose wavelength ⁇ is between 0.7 ⁇ and 1, 6 ⁇ .
  • the ultra-short laser source 7 of the terahertz 1 optoelectronic device is a broad-spectrum laser source 7 for emitting ultrashort light pulses centered on a wavelength ⁇ of between 0.7 ⁇ and 1.6 ⁇ .
  • the wavelength ⁇ is 1, 55 ⁇ .
  • the light pulses have a duration of the order of one hundred femtoseconds.
  • the terahertz optoelectronic device 1 comprises a lens (not shown), positioned between the semiconductor component conductor 1 0 and the second end of the optical fiber 9b to focus the luminous flux on the semiconductor component 1 0 to increase the power density incident on the semiconductor component 1 0.
  • This lens is, for example, silicon or glass.
  • the lens is attached to the second end of the optical fiber 9b, and the semiconductor component 10 is attached to the lens by gluing or molecular adhesion, for example.
  • the excitation source 7 comprises two coherent continuous laser sources each emitting a light wave.
  • the charge carriers are then generated by photomixing.
  • Two light waves emitted for example by two coherent laser sources of slightly different frequency are spatially superimposed.
  • the reference frequency used is between 0.7 ⁇ and 1, 6 ⁇ .
  • the photo-mixing of the two coherent light waves then has a pulsation beat term equal to the difference in frequency between the two waves lying in the terahertz frequency range.
  • the two-wave mixture is produced in the semiconductor component 10.
  • the terahertz 1 optoelectronic device can be used in cooperation with the electronic device 2 to detect outside and incident terahertz electromagnetic waves on the electronic device 2.
  • the electronic apparatus 2 comprises means for measuring a current 6 'between the metal conductors 4a, 4b.
  • These means 6 ' may include an ammeter for example.
  • the light excitation source 7 is able to excite the semiconductor component 1 0 to generate charge carriers in the latter, and the generated charge carriers interact with the electric field produced by external terahertz electromagnetic waves and incident on the electronic apparatus 2, for inducing an electric current between the metal conductors 4a, 4b. This electric current is measured by the means for measuring an electric current 6 '.
  • the terahertz 1 optoelectronic device and the electronic device 2 can be combined to form a terahertz electromagnetic wave transmission / reception device that can be used in the field of mobile telephony.
  • the metal contacts 4a, 4b can be connected to a transmission line, which is itself connected to an antenna or to a "Hertz dipole".
  • the generated current transient can result solely from the displacement current or the conduction current and the displacement current.
  • the semiconductor component 1 0 is placed near the metal conductors 4a, 4b or waveguide but without contact.
  • the impetus Ultra-short electrical generated is therefore only the result of the displacement current.
  • the semiconductor component 10 is brought into contact with the metal conductors 4a, 4b.
  • the ultra-short electric pulse 3 therefore results from the displacement current and the conduction current.
  • the charge carriers in the semiconductor component may have a life time greater than one picosecond.
  • the semiconductor component 10 can be brought closer to the metal contacts 4a, 4b so that its surface is substantially parallel to the surface of the metal contacts 4a, 4b.
  • the surface of the semiconductor component 10 may be inclined relative to the surface of the metal contacts 4a, 4b.
  • the approximation of the lateral edge of the semiconductor component 10 is sufficient to generate terahertz 3 electromagnetic waves.
  • the terahertz 1 optoelectronic device of the invention makes it possible to generate or detect terahertz 3 electromagnetic waves propagating either in free space or in a waveguide.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) apte à coopérer avec un appareil électronique (2) pour générer ou détecter des ondes électromagnétiques Térahertz (3), et un procédé de génération ou de détection d'ondes électromagnétiques Térahertz. L'appareil électronique (2) comprend au moins deux conducteurs métalliques (4a, 4b) distants, et des moyens (6, 6') pour générer un champ électrique ou mesurer un courant électrique entre les conducteurs métalliques (4a, 4b). Le dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) comprend une source d'excitation lumineuse (7) apte à délivrer des signaux lumineux, et une fibre optique (8) comprenant une première et une deuxième extrémité (9a, 9b). Selon l'invention, le dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) comprend un composant semi-conducteur (10) solidaire de la deuxième extrémité de la fibre optique (8). La source d'excitation lumineuse (7) est apte à exciter le composant semi-conducteur (10) pour produire des porteurs de charge dans ce dernier, permettant de générer ou de mesurer des ondes électromagnétiques Térahertz (3), lorsque le composant semi-conducteur (10) est à proximité ou en contact avec les conducteurs métalliques (4a, 4b), le dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) étant mobile par rapport à l'appareil électronique (2).

Description

DISPOSITIF OPTOELECTRONIQUE TERAHERTZ ET PROCEDE POUR GENERER OU DETECTER DES ONDES ELECTROMAGNETIQUES TERAHERTZ
La présente invention concerne un dispositif optoélectronique Térahertz apte à coopérer avec un appareil électronique pour générer ou détecter des ondes électromagnétiques Térahertz, et un procédé de génération ou de détection d'ondes électromagnétiques Térahertz.
Les générateurs et détecteurs d'ondes électromagnétiques Térahertz sont utilisés dans des domaines variés tels que la microélectronique pour la caractérisation de circuits, les télécommunications, la biologie, ou la défense, par exemple.
Dans le domaine de la microélectronique, les composants électroniques et optoélectroniques sont de plus en plus rapides et complexes. Il devient difficile de les caractériser et de mesurer localement, par exemple, des variations rapides de champ électrique dans ces composants, avec les outils de mesure conventionnels.
En effet, les fréquences de fonctionnement des composants électroniques et optoélectroniques à caractériser sont supérieures aux bandes passantes des d'outils de mesure conventionnels, limitées aujourd'hui à 210 GHz.
On connaît des outils de caractérisation associant un générateur d'ondes électromagnétiques Térahertz avec une sonde de conversion électrique-optique.
Les générateurs d'ondes électromagnétiques Térahertz peuvent se décliner en deux types de générateur : ceux basés sur la génération d'ondes électromagnétiques Térahertz se propageant en espace libre et ceux basés sur la génération d'ondes électromagnétiques Térahertz se propageant dans un guide d'onde.
Les générateurs d'ondes électromagnétiques Térahertz permettent d'émettre des ondes électromagnétiques Térahertz se propageant dans un guide d'onde du circuit à caractériser, par exemple. Ces ondes électromagnétiques Térahertz générées sont ensuite détectées par la sonde de conversion électrique-optique pour mesurer localement des variations rapides de champ électrique dans le circuit. Il est possible de déterminer la direction de propagation des signaux électriques, la présence d'échos parasites et de caractériser ces échos.
Ces outils de caractérisation permettent d'atteindre des bandes passantes supérieures à 400 GHz, soit des résolutions temporelles sub-picosecondes.
Dans le domaine de la télécommunication sans fil, ces générateurs d'ondes électromagnétiques Térahertz peuvent être utilisés comme émetteur/détecteur de rayonnement électromagnétique pour détecter ou émettre des données à haut débit (>10Gbit/s) sur porteuse aux fréquences TéraHertz.
On connaît du document FR 2 870 386 un émetteur/détecteur de rayonnement électromagnétique Térahertz, comme illustré sur la figure 1 , permettant de générer ou détecter des ondes électromagnétiques Térahertz. L'émetteur/détecteur de rayonnement électromagnétique Térahertz comprend d'une part un appareil électronique comportant un substrat, un photoconducteur comportant une couche épitaxiale d'un matériau semi-conducteur non intentionnellement dopé formée sur le substrat et des électrodes métalliques ou contacts déposés sur le substrat, et solidaires du matériau semi-conducteur.
La conception de l'appareil électronique dépend du couplage envisagé soit dans un guide d'onde ou soit vers un espace libre.
L'émetteur de rayonnement électromagnétique comprend d'autre part une source d'excitation lumineuse du photoconducteur pour générer des porteurs de charge dans la couche épitaxiale, des moyens pour créer un champ électrique continu entre les contacts métalliques, des moyens pour émettre des ondes électromagnétiques à partir des porteurs de charge générés, et une optique de couplage destinée à diriger le flux lumineux sur le composant semi-conducteur et qui est placée entre la source d'excitation et le photoconducteur.
Dans le domaine de la caractérisation de circuits électroniques, l'appareil électronique du générateur d'ondes électromagnétiques Térahertz peut être connecté au circuit électronique à caractériser par des liaisons de type « bonding » ou directement intégré à ce dernier lors de l'étape de fabrication, comme décrit ci-dessus.
Cependant, les liaisons de type « bonding » sont des fils d'or micrométriques, qui présentent de fortes pertes par rayonnement aux fréquences Térahertz. De plus, les désadaptations d'impédance engendrées par ce type de connexions induisent des nombreux échos parasites de l'impulsion Térahertz.
En outre, l'intégration du photoconducteur directement sur le circuit électronique à caractériser est difficile à réaliser technologiquement et limite la caractérisation à celle du circuit microélectronique. Le circuit microélectronique à caractériser est modifié spécialement pour la mesure, et la génération de l'impulsion Térahertz est localisée à un endroit précis et fixe de l'appareil étudié.
De même, dans le domaine de émission/détection de rayonnement électromagnétique Térahertz, l'émission ou la détection du rayonnement électromagnétique Térahertz est seulement possible à un endroit précis et fixe de l'appareil électronique de l'émetteur/détecteur de rayonnement électromagnétique Térahertz.
De plus, pour la génération d'ondes électromagnétiques en espace libre, l'onde électromagnétique Térahertz se propage à travers le substrat de l'appareil électronique. Cependant, ce substrat peut présenter des pertes importantes dans le domaine Térahertz et une permittivité élevée.
L'objectif de l'invention est donc de proposer un dispositif optoélectronique Térahertz indépendant de l'appareil électronique et permettant la génération ou la détection d'ondes électromagnétiques Térahertz à des endroits différents de l'appareil électronique.
Ce dispositif optoélectronique Térahertz est apte à coopérer avec un appareil électronique pour générer ou détecter des ondes électromagnétiques Térahertz. Ce dispositif optoélectronique Térahertz fonctionne ainsi avec un vaste choix d'appareil électronique.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif optoélectronique Térahertz apte à coopérer avec un appareil électronique pour générer ou détecter des ondes électromagnétiques Térahertz, ledit appareil électronique comprenant au moins deux conducteurs métalliques distants, et des moyens pour générer un champ électrique ou mesurer un courant électrique entre lesdits conducteurs métalliques, ledit dispositif optoélectronique Térahertz comprenant :
- une source d'excitation lumineuse apte à délivrer des signaux lumineux,
- une fibre optique comprenant une première et une deuxième extrémité, ladite première extrémité étant apte à recevoir les signaux lumineux délivrées par ladite source d'excitation, ladite fibre optique dirigeant ces signaux lumineux vers ladite deuxième extrémité.
Selon l'invention, le dispositif optoélectronique Térahertz comprend :
- un composant semi-conducteur solidaire de ladite deuxième extrémité de la fibre optique, ladite source d'excitation lumineuse étant apte à exciter le composant semi-conducteur pour produire des porteurs de charge dans ce dernier, permettant de générer ou de mesurer des ondes électromagnétiques Térahertz, lorsque le composant semi-conducteur est à proximité ou en contact avec les conducteurs métalliques, le dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) étant mobile par rapport à l'appareil électronique.
Dans différents modes de réalisation possibles, la présente invention concerne également les caractéristiques suivantes qui pourront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles et apportent chacune des avantages spécifiques :
- ledit composant semi-conducteur est collé à ladite deuxième extrémité de la fibre optique avec une colle optique,
- le dispositif optoélectronique Térahertz comprend une lentille positionnée entre le composant semi-conducteur et ladite deuxième extrémité de la fibre optique pour focaliser ledit flux lumineux sur le composant semi-conducteur,
- ledit composant semi-conducteur comporte une couche épitaxiale d'un matériau semi-conducteur, la couche épitaxiale étant une couche de InGaAs préalablement irradiée par des ions,
- ledit le composant semi-conducteur est formé d'un empilement de plusieurs matériaux semi-conducteurs, - la durée de vie des porteurs de charge de ladite couche épitaxiale, générés par ledit flux lumineux est inférieure à la picoseconde, la mobilité de ces porteurs étant supérieure à 200 cm2V"V1 à température ambiante et la résistivité de ladite couche étant comprise entre 104 Qcm et 1 Qcm,
- le composant semi-conducteur présente une section supérieure à celle de la fibre optique,
- la source d'excitation est une source laser ultra-brève à spectre large apte à générer des impulsions lumineuses centrées sur une longueur d'onde λ comprise entre 0,7 μιη et 1 ,6 μιτι et ayant une durée de l'ordre de la centaine de femtosecondes,
- la source d'excitation comprend deux sources laser continues cohérentes émettant chacune une onde lumineuse, la différence de fréquence desdites ondes lumineuses se situant dans le domaine de fréquence Térahertz.
L'invention concerne également un procédé de génération ou de détection d'ondes électromagnétiques Térahertz avec un dispositif optoélectronique Térahertz tel que défini précédemment, et un appareil électronique comprenant au moins deux conducteurs métalliques distants, et des moyens pour générer un champ électrique ou mesurer un courant électrique entre lesdits conducteurs métalliques.
Selon l'invention,
- pour générer ou détecter les ondes électromagnétiques Térahertz, le composant semi-conducteur solidaire de la deuxième extrémité de la fibre optique est placé à distance des deux conducteurs métalliques.
L'invention fournit un dispositif optoélectronique Térahertz indépendant de l'appareil électronique (ou externe à ce dernier).
Le dispositif optoélectronique Térahertz est compatible avec un grand nombre d'appareils électroniques utilisant notamment des substrats de faible permittivité.
Ce dispositif optoélectronique Térahertz permet ainsi la génération de puissances plus importantes et la détection avec une plus grande sensibilité d'ondes électromagnétiques Térahertz en espace libre
Ce dispositif optoélectronique Térahertz est également adapté à la caractérisation d'un grand nombre de circuits électroniques complexes. La génération d'une onde électromagnétique Térahertz peut être réalisée en n'importe quel point accessible des circuits électroniques étudiés.
Le dispositif optoélectronique Térahertz peut être positionné librement sans avoir recours à des réglages fastidieux ou à des manipulations complexes.
Lorsque le dispositif optoélectronique Térahertz est associé à une sonde de conversion électrique-optique, telle que celle du document FR 2 906 039, se basant sur l'échantillonnage électro-optique, qui est également indépendante ou externe, la caractérisation des circuits électroniques peut être réalisée à travers les boîtiers de protection enveloppant ces derniers.
Le dispositif optoélectronique Térahertz peut être monté sur une chaîne de fabrication pour caractériser des circuits en ligne.
Le dispositif optoélectronique Térahertz est peut être associé à un appareil électronique optimisé pour la génération ou la détection d'ondes électromagnétiques Térahertz se propageant dans un guide d'onde ou pour la génération et la détection d'onde électromagnétique Térahertz en espace libre. L'invention peut être appliquée à la spectroscopie Térahertz.
L'invention sera décrite plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une représentation schématique d'un émetteur de rayonnement électromagnétique de l'art antérieur ;
- la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif optoélectronique Térahertz, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est une vue détaillée de ce dispositif optoélectronique Térahertz ;
La figure 1 montre un émetteur de rayonnement électromagnétique de l'art antérieur.
Cet émetteur de rayonnement électromagnétique, qui est divulgué dans le document FR 2 870 386, comprend un composant semi-conducteur ou photoconducteur 1 0 comportant une couche épitaxiale d'un matériau semi-conducteur non intentionnellement dopé 1 1 formée sur un substrat 5. Avantageusement, cette couche épitaxiale 1 1 est encapsulée entre, d'une part, une couche d'isolation électrique 1 3 placée à la surface du substrat 5, et d'autre part, une couche de contact 14 permettant le dépôt d'électrodes métalliques 1 8a, 1 8b.
Le substrat 5 est constitué d'un matériau semi-conducteur en InP, ou GaAs, ou autre. Préférentiellement, le matériau semi-conducteur de la couche épitaxiale 1 1 est en InGaAs.
Le composant semi-conducteur 1 0 comporte d'autre part des électrodes métalliques 1 8a, 1 8b formées sur la couche épitaxiale 1 1 par évaporation d'un alliage à base d'or. Des moyens permettent de créer un champ électrique continu 6 entre ces électrodes métalliques 1 8a, 1 8b, la couche épitaxiale étant placée dans ce champ électrique. Ces moyens 6 comprennent par exemple un générateur de tension appliquant une différence de potentiel entre les électrodes métalliques 1 8a, 1 8b.
L'émetteur comprend également une source laser ultra-brève 7 à spectre large pour émettre des impulsions ultra-brèves centrées sur une longueur d'onde λ comprise entre 1 ,3 μιτι et 1 ,6 μιτι. Dans ce mode de réalisation, cette source laser ultra-brève 7 est un laser à fibre. Les impulsions ultra-brèves émises par cette source laser 7 génèrent des porteurs de charge dans la couche épitaxiale du matériau semi- conducteur non intentionnellement dopé 1 1 dont la durée de vie est inférieure à la picoseconde.
L'émetteur comprend une fibre optique 8 qui envoie les impulsions ultra-brèves générées par la source laser sur le composant semi-conducteur 1 0. Cette fibre optique 8 est placée entre la source d'excitation 7 et le composant semi-conducteur 1 0.
Dans cet exemple de l'art antérieur, l'émetteur comprend des moyens pour émettre un rayonnement électromagnétique à partir des porteurs de charge générés. Ces moyens comprennent une ligne de transmission 1 5a, 1 5b qui est coplanaire avec les électrodes métalliques 1 8a, 1 8b. Les électrodes métalliques 1 8a, 1 8b présentent une différence de potentiel qui peut être modifiée par les porteurs photogénérés. Cette ligne de transmission 1 5a, 1 5b est reliée à un dipôle de Hertz 1 6. Ce dipôle de Hertz 1 6 comprend deux bras 1 7a, 1 7b, chaque bras 1 7a, 1 7b étant respectivement relié à une extrémité des rubans métalliques de la ligne de transmission 1 5a, 1 5b. L'espace entre les électrodes métalliques 1 8a, 1 8b du composant semi-conducteur 1 0 est illuminé par la source de lumière 7. Les porteurs de charge générés par l'interaction entre les impulsions laser ultra-brèves et le composant semi-conducteur 1 0 sont envoyés par l'intermédiaire de la ligne de transmission 1 5a, 1 5b vers les bras 1 7a, 1 7b du dipôle de Hertz 1 6 qui émet un rayonnement électromagnétique.
Avec cet émetteur de rayonnement électromagnétique de l'art antérieur, le matériau semi-conducteur est solidaire du substrat sur lequel sont déposées les électrodes métalliques. La génération d'ondes électromagnétiques en espace libre est alors de puissance limitée à cause des pertes dans le substrat semi-conducteur. De plus, la génération d'ondes électromagnétiques dans un guide d'onde sur un substrat diélectrique de faible permittivité est délicate.
La figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif optoélectronique
Térahertz, selon un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est une vue détaillée de ce dispositif optoélectronique Térahertz.
Le dispositif optoélectronique Térahertz 1 comprend une source d'excitation lumineuse 7 apte à délivrer des signaux lumineux, et une fibre optique 8 comprenant deux extrémités 9a, 9b dont une première extrémité 9a apte à recevoir les signaux lumineux délivrés par la source d'excitation 7. La fibre optique 8 dirige ces signaux lumineux vers sa deuxième extrémité 9b.
Un composant semi-conducteur 1 0 est solidaire de la deuxième extrémité de la fibre optique 8. La source d'excitation 7, la fibre optique 8 et le composant semi- conducteur 1 0 forment un ensemble unitaire mobile par rapport à l'appareil électronique 2. Le composant semi-conducteur 1 0 est apte à réaliser une conversion optique- électrique pour générer des porteurs de charge.
Le composant semi-conducteur 1 0 est fixé à la fibre optique 8, et plus précisément à la deuxième extrémité de la fibre optique 8. Selon un mode de réalisation possible, le composant semi-conducteur 1 0 peut être collé directement sur la deuxième extrémité 9b de la fibre optique 8 de façon à être en contact avec celle-ci.
Par exemple, le composant semi-conducteur 1 0 peut être collé sur la deuxième extrémité 9b de la fibre optique 8 au moyen d'une colle optique.
Alternativement, le composant semi-conducteur 1 0 peut être fixé à la fibre optique 8 par adhésion moléculaire.
Le dispositif optoélectronique Térahertz 1 est apte à coopérer avec un appareil électronique 2 soit pour générer des ondes électromagnétiques Térahertz 3, qui peuvent être ensuite mesurées par une sonde de conversion électrique-optique, soit pour détecter des ondes électromagnétiques Térahertz 3 extérieures à l'appareil électronique 2.
L'appareil électronique 2 comprend au moins deux conducteurs ou électrodes métalliques 4a, 4b distants. Ces derniers peuvent être formés sur un substrat 5 semi- conducteur ou diélectrique, par exemple. Ces derniers peuvent également être suspendus dans l'air.
Lorsque le dispositif optoélectronique Térahertz 1 est utilisé en coopération avec l'appareil électronique 2 pour générer des ondes électromagnétiques Térahertz, l'appareil électronique 2 comprend des moyens 6 pour générer un champ électrique entre les conducteurs métalliques 4a, 4b.
Les moyens pour générer un champ électrique 6 peuvent comprendre un générateur de tension, par exemple.
Le substrat 5 peut être en un matériau semiconducteur ou formé d'un autre matériau. Il peut présenter une faible permittivité.
Les deux conducteurs métalliques 4a, 4b peuvent former un guide d'onde coplanaire.
La source d'excitation lumineuse 7 est apte à exciter le composant semiconducteur 1 0 pour générer des porteurs de charge. Les porteurs de charge générés interagissent avec le champ électrique généré entre les conducteurs métalliques 4a, 4b de l'appareil électronique 2 pour produire des ondes électromagnétiques Térahertz 3.
Le composant semi-conducteur 1 0 de l'invention peut comporter une seule couche épitaxiale d'un matériau semi-conducteur, par exemple.
Alternativement, le composant semi-conducteur 1 0 peut être formé d'un empilement de plusieurs matériaux semi-conducteurs.
De manière préférée, la couche épitaxiale du composant semi-conducteur est en
InGaAs. Elle peut être d'un autre matériau également.
Une approche pour réduire la durée de vie des porteurs de charge est d'introduire des défauts dans le matériau photoconducteur cristallin afin de créer des centres de capture pour piéger les porteurs de charges. La méthode du document FR 2 870 386 consiste à utiliser un composant semiconducteur irradié, c'est-à-dire soumis à un bombardement d'ions, pour générer des défauts de manière contrôlée et uniforme et réduire la durée de vie des porteurs de charge.
La couche épitaxiale est une couche de InGaAs préalablement irradiée par des ions. La durée de vie des porteurs de charge de la couche épitaxiale, générés par le flux lumineux est inférieure à la picoseconde. Il peut être également supérieur à la picoseconde. La mobilité de ces porteurs est supérieure à 200 cm2V"V1 à température ambiante et la résistivité de la couche est comprise entre 1 04 Qcm et 1 Qcm.
La réalisation technologique du dispositif optoélectronique Térahertz 1 est particulièrement délicate, le diamètre de la fibre optique 8 étant de 1 25 μιτι. D'autres diamètres de fibre optique 8 sont également possibles. La fibre optique 8 peut être une fibre optique monomode.
Dans un exemple de mode de réalisation possible, une fine couche d'ln0,53Ga0,47As préalablement irradié est collée en bout de fibre optique 8 à l'aide d'une colle optique polymérisant par rayonnement UV.
Le temps de vie des porteurs de charge dans le matériau d'ln0,53Ga0,47As est réduit à des valeurs de l'ordre de la picoseconde.
Dans l'exemple des figures 2 et 3, la couche d'InGaAs a une épaisseur de 1 μιτι. Le composant semi-conducteur 1 0 présente préférentiellement une dimension supérieure à celui de la fibre optique 8 pour que tout le flux lumineux provenant de la fibre soit absorbé par le composant semi-conducteur 1 0. Le diamètre de la fibre optique 8 peut également être inférieur à celui du composant semi-conducteur 1 0. D'autres formes sont également possibles.
II est également possible d'utiliser une membrane suspendue d'InGaAs au centre, obtenue par gravure chimique. La fibre optique 8 dont l'extrémité a été engluée de colle vient alors poinçonner la membrane d'InGaAs.
La fibre optique 8 peut être montée sur des platines de translation motorisées de précision.
Le choix du matériau de la couche épitaxiale permet avantageusement de générer des impulsions de champs électriques ultracourtes à partir d'une excitation optique ultrabrève dont la longueur d'onde λ est comprise entre 0,7 μιη et 1 ,6 μιτι.
La source laser ultra-brève 7 du dispositif optoélectronique Térahertz 1 est une source laser 7 à spectre large pour émettre des impulsions lumineuses ultra-brèves centrées sur une longueur d'onde λ comprise entre 0,7 μιη et 1 ,6 μιτι. Dans l'exemple des figures 2 et 3, la longueur d'onde λ est de 1 ,55 μιτι. Les impulsions lumineuses ont une durée de l'ordre de la centaine de femtosecondes.
Dans un autre mode de réalisation possible, le dispositif optoélectronique Térahertz 1 comprend une lentille (non illustrée), positionnée entre le composant semi- conducteur 1 0 et la deuxième extrémité de la fibre optique 9b pour focaliser le flux lumineux sur le composant semi-conducteur 1 0 afin d'augmenter la densité de puissance incidente sur le composant semi-conducteur 1 0. Cette lentille est, par exemple, en silicium ou en verre.
La lentille est fixée à la deuxième extrémité de la fibre optique 9b, et le composant semi-conducteur 1 0 est fixé à la lentille par collage ou adhésion moléculaire, par exemple.
Dans un autre mode de réalisation possible, la source d'excitation 7 comprend deux sources laser continues cohérentes émettant chacune une onde lumineuse.
Les porteurs de charge sont alors générés par photo-mélange. Deux ondes lumineuses émises par exemple par deux sources laser cohérentes de fréquence légèrement différente sont superposées spatialement. La fréquence de référence utilisée est comprise entre 0,7 μιη et 1 ,6 μιτι. Le photo-mélange des deux ondes lumineuses cohérentes présente alors un terme de battement de pulsation égale à la différence de fréquence entre les deux ondes se situant dans le domaine de fréquence Térahertz. Le mélange à deux ondes est réalisé dans le composant semi-conducteur 1 0.
Comme dit précédemment, le dispositif optoélectronique Térahertz 1 peut être utilisé en coopération avec l'appareil électronique 2 pour détecter des ondes électromagnétiques Térahertz extérieures et incidentes sur l'appareil électronique 2.
Pour cette application, l'appareil électronique 2 comprend des moyens pour mesurer un courant 6' entre les conducteurs métalliques 4a, 4b. Ces moyens 6' peuvent comprendre un ampèremètre par exemple.
La source d'excitation lumineuse 7 est apte à exciter le composant semi- conducteur 1 0 pour générer des porteurs de charge dans ce dernier, et les porteurs de charge générés interagissent avec le champ électrique produit par les ondes électromagnétiques Térahertz extérieures et incidentes sur l'appareil électronique 2, afin d'induire un courant électrique entre les conducteurs métalliques 4a, 4b. Ce courant électrique est mesuré par les moyens pour mesurer un courant électrique 6'.
Le dispositif optoélectronique Térahertz 1 et l'appareil électronique 2 peuvent être associés pour former un dispositif d'émission/réception d'ondes électromagnétiques Térahertz utilisable dans le domaine de la téléphonie mobile.
Les contacts métalliques 4a, 4b peuvent être reliés à une ligne de transmission, qui est elle-même reliée à une antenne ou à un « dipôle de Hertz ».
Deux modes de fonctionnement sont possibles. Le transitoire de courant généré peut résulter uniquement du courant de déplacement ou du courant de conduction et du courant de déplacement.
Dans le premier cas, le composant semi-conducteur 1 0 est placé à proximité des conducteurs métalliques 4a, 4b ou guide d'onde mais sans contact. L'impulsion électrique ultra-brève générée est donc seulement le résultat du courant de déplacement.
Dans le second cas, le composant semi-conducteur 10 est mis en contact avec les conducteurs métalliques 4a, 4b. L'impulsion électrique ultra-brève 3 résulte donc du courant de déplacement et du courant de conduction.
La génération avec contact procure plus de signal électromagnétique. Par contre, des courants de fuite importants existent à fort champ électrique appliqué entre les deux électrodes métalliques ce qui entraîne la destruction du dispositif optoélectronique Térahertz 1 .
Au contraire, lorsque le composant semi-conducteur 10 n'est pas en contact, des champs électriques appliqués bien plus élevés sont autorisées. Dans ce cas, les porteurs de charge dans le composant semi-conducteur peuvent avoir un temps de vie supérieur à la picoseconde.
Pour générer des ondes électromagnétiques Térahertz 3, le composant semi- conducteur 10 peut être rapproché des contacts métalliques 4a, 4b de façon à ce que sa surface soit sensiblement parallèle à la surface des contacts métalliques 4a, 4b.
Alternativement, la surface du composant semi-conducteur 10 peut être inclinée par rapport à la surface des contacts métalliques 4a, 4b. Le rapprochement du bord latéral du composant semi-conducteur 10 suffit à générer des ondes électromagnétiques Térahertz 3.
Le dispositif optoélectronique Térahertz 1 de l'invention permet de générer ou détecter des ondes électromagnétiques Térahertz 3 se propageant soit en espace libre ou soit dans un guide d'onde.
Les systèmes en espace libre présentent l'avantage d'une très grande bande passante. En revanche, les systèmes à ondes guidées possèdent une résolution spatiale nettement inférieure à la diffraction, limitée uniquement par les contraintes de lithographies rencontrées pendant la fabrication des guides d'onde.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) apte à coopérer avec un appareil électronique (2) pour générer ou détecter des ondes électromagnétiques Térahertz (3), ledit appareil électronique (2) comprenant au moins deux conducteurs métalliques (4a, 4b) distants, et des moyens (6, 6') pour générer un champ électrique ou mesurer un courant électrique entre lesdits conducteurs métalliques (4a, 4b), ledit dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) comprenant : - une source d'excitation lumineuse (7) apte à délivrer des signaux lumineux,
- une fibre optique (8) comprenant une première et une deuxième extrémité (9a, 9b), ladite première extrémité (9a) étant apte à recevoir les signaux lumineux délivrées par ladite source d'excitation (7), ladite fibre optique (8) dirigeant ces signaux lumineux vers ladite deuxième extrémité (9b), caractérisé en ce qu'il comprend :
- un composant semi-conducteur (10) solidaire de ladite deuxième extrémité de la fibre optique (8), ladite source d'excitation lumineuse (7) étant apte à exciter le composant semi-conducteur (10) pour produire des porteurs de charge dans ce dernier, permettant de générer ou de mesurer des ondes électromagnétiques Térahertz (3), lorsque le composant semi-conducteur (10) est à proximité ou en contact avec les conducteurs métalliques (4a, 4b), le dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) étant mobile par rapport à l'appareil électronique (2).
2. Dispositif optoélectronique Térahertz selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit composant semi-conducteur (10) est collé à ladite deuxième extrémité de la fibre optique (9b) avec une colle optique.
3. Dispositif optoélectronique Térahertz selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend une lentille positionnée entre le composant semi-conducteur (10) et ladite deuxième extrémité de la fibre optique (9b) pour focaliser ledit flux lumineux sur le composant semi-conducteur (10).
4. Dispositif optoélectronique Térahertz selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit composant semi-conducteur (10) comporte une couche épitaxiale d'un matériau semi-conducteur, la couche épitaxiale étant une couche de InGaAs préalablement irradiée par des ions.
5. Dispositif optoélectronique Térahertz selon la revendication 4, caractérisé en ce que la durée de vie des porteurs de charge de ladite couche épitaxiale, générés par ledit flux lumineux est inférieure à la picoseconde, la mobilité de ces porteurs étant supérieure à 200 cm2V"V1 à température ambiante et la résistivité de ladite couche étant comprise entre 104 Qcm et 1 Qcm.
6. Dispositif optoélectronique Térahertz selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit le composant semi-conducteur (10) est formé d'un empilement de plusieurs matériaux semi-conducteurs.
7. Dispositif optoélectronique Térahertz selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le composant semi-conducteur (10) présente une section supérieure à celle de la fibre optique (8).
8. Dispositif optoélectronique Térahertz selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la source d'excitation (7) est une source laser ultra-brève à spectre large apte à générer des impulsions lumineuses ultra-brèves centrées sur une longueur d'onde λ comprise entre 0,7 μιη et 1 ,6 μιτι et ayant une durée de l'ordre de la centaine de femtosecondes.
9. Dispositif optoélectronique Térahertz selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la source d'excitation (7) comprend deux sources laser continues cohérentes émettant chacune une onde lumineuse, la différence de fréquence desdites ondes lumineuses se situant dans le domaine de fréquence Térahertz.
10. Procédé de génération ou de détection d'ondes électromagnétiques Térahertz (3) avec un dispositif optoélectronique Térahertz (1 ) tel que défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, et un appareil électronique (2) comprenant au moins deux conducteurs métalliques distants (4a, 4b), et des moyens (6, 6') pour générer un champ électrique ou mesurer un courant électrique entre lesdits conducteurs métalliques (4a, 4b), caractérisé en ce que : pour générer ou détecter les ondes électromagnétique Térahertz, le composant semi-conducteur (10) solidaire de la deuxième extrémité de la fibre optique (8) est placé à distance des deux conducteurs métalliques (4a, 4b).
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