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The development of the micro-electronics industry has given access to very high data transmission rates. Currently, these data rates are limited by the electrical interconnection bandwidth and it will soon be necessary to use optical link to obtain higher data rates.To attain this objective, new building blocks must be developped such as lasers, modulators, photo-detectors, waveguides and routing devices. This doctoral thesis concerns the study and development of composant based on organics and chalcogenide glasses materialswith straight or resonators which offer solutions based on nonlinear optics for wavelength and temporal demultiplexing. For this, methods of manufacturing waveguides integrating non-linear molecules into a polymer matrix have been developed. As the nonlinear characterizations are not in agreement with the forecasts, processes for manufacturing straight guides in chalcogenide glasses have been developed. These waveguides initially allowed theobservation of self-phase modulation with a maximum phase shift of 2.02 π for a peak power of 30,2 W but also four wave mixing. Finally, micro-resonator in chalcogenide glasseshas been developed to perform cascaded four wave mixing with a conversion efficiency of -26.3 dB for a pump power of 16.1 dBm.; Le développement de la micro-électronique a permis d’obtenir des débits d’information très importants. De nos jours, ces débits sont limités par la bande passante des interconnexions électriques utilisées et l’usage du lien optique devient nécessaire pour atteindre des débits supérieurs. Pour parvenir à réaliser cet objectif, de nouvelles briques de bases sont nécessaires comme des lasers, des modulateurs, des photo-détecteurs et des dispositifs de guidage et de routage de la lumière. Cette thèse traite l’étude et le développement de composant à base de matériaux organiques, de verres de chalcogénures à structure droite ou résonante permettant d’offrir des solutions basées sur l’optique non-linéaire dans le domaine du multiplexage en longueur d’onde et du démultiplexage temporel. Pour cela,des procédés de fabrication de guides d’onde intégrants des molécules non-linéaires dans une matrice de polymère ont été développées. Les caractérisations non-linéaires n’étant pas en accord avec les prévisions, des procédés de fabrication de guides droits en verres de chalcogénures ont également été mis au point. Ces guides d’onde ont dans un premier temps permis l’observation d’auto-modulation de phase avec un déphasage maximal de 2,02 π pour une puissance crête de 30,2 W mais également de mélange à 4 ondes. Pour finir, une version résonante de ces guides sous forme de micro-résonateurs a été mis au point afin de mettre en évidence un mélange à 4 ondes en cascade d’une efficacité de conversion de -26,3 dB pour une puissance de pompe de 16,1 dBm.

The development of the micro-electronics industry has given access to very high data transmission rates. Currently, these data rates are limited by the electrical interconnection bandwidth and it will soon be necessary to use optical link to obtain higher data rates.To attain this objective, new building blocks must be developped such as lasers, modulators, photo-detectors, waveguides and routing devices. This doctoral thesis concerns the study and development of composant based on organics and chalcogenide glasses materialswith straight or resonators which offer solutions based on nonlinear optics for wavelength and temporal demultiplexing. For this, methods of manufacturing waveguides integrating non-linear molecules into a polymer matrix have been developed. As the nonlinear characterizations are not in agreement with the forecasts, processes for manufacturing straight guides in chalcogenide glasses have been developed. These waveguides initially allowed theobservation of self-phase modulation with a maximum phase shift of 2.02 π for a peak power of 30,2 W but also four wave mixing. Finally, micro-resonator in chalcogenide glasseshas been developed to perform cascaded four wave mixing with a conversion efficiency of -26.3 dB for a pump power of 16.1 dBm.; Le développement de la micro-électronique a permis d’obtenir des débits d’information très importants. De nos jours, ces débits sont limités par la bande passante des interconnexions électriques utilisées et l’usage du lien optique devient nécessaire pour atteindre des débits supérieurs. Pour parvenir à réaliser cet objectif, de nouvelles briques de bases sont nécessaires comme des lasers, des modulateurs, des photo-détecteurs et des dispositifs de guidage et de routage de la lumière. Cette thèse traite l’étude et le développement de composant à base de matériaux organiques, de verres de chalcogénures à structure droite ou résonante permettant d’offrir des solutions basées sur l’optique non-linéaire dans le domaine du multiplexage en longueur d’onde et du démultiplexage temporel. Pour cela,des procédés de fabrication de guides d’onde intégrants des molécules non-linéaires dans une matrice de polymère ont été développées. Les caractérisations non-linéaires n’étant pas en accord avec les prévisions, des procédés de fabrication de guides droits en verres de chalcogénures ont également été mis au point. Ces guides d’onde ont dans un premier temps permis l’observation d’auto-modulation de phase avec un déphasage maximal de 2,02 π pour une puissance crête de 30,2 W mais également de mélange à 4 ondes. Pour finir, une version résonante de ces guides sous forme de micro-résonateurs a été mis au point afin de mettre en évidence un mélange à 4 ondes en cascade d’une efficacité de conversion de -26,3 dB pour une puissance de pompe de 16,1 dBm.

This work deals with the design, the fabrication and the characterization of oxidized VCSELs on GaAs substrate. The aim of this study is to reach 1.3 μm for short range high rate transmission applications.After describing the economical and historical context, we focus on the key points of VCSEL design : active material, doping of the Bragg reflectors, selective wet oxidation. We have realised and characterized VCSELs based on three different active materials : InGaAsN quantum wells, highly strained InGaAs quantum wells and In(Ga)As quantum dots. Their characterization revealed that their emission wavelegth exceeds 1270 nm and achieves 1300 nm for the highly strained InGaAs quantum wells. These lasers exhibit milliamps range threshold current and optical power of several hundreds of microwatts for InGaAsN quantum wells and In(Ga)As quantum dots, and deliver up to 1.77 mW for highly strained InGaAs quantum wells. Except some rare components, lasing emission becomes transverse multimode as the injected current increases. Especially highly strained InGaAs quantum well VCSELs present a specifc modal behavior and display unexpected oxide modes. To study these transverse modes we observe their spatial distribution by spectrally-resolved optical near-field microscopy. Understanding the origin of transverse modes in VCSEL is a first step toward their suppression in order to reach singlemode emission, compatible with the optical telecomminucation standards., Ce travail, consacré à la conception, la réalisation et la caractérisation de VCSEL à diaphragme d'oxydesur substrat GaAs, a pour objectif d'obtenir un composant émettant à 1.3 μm, longueur d'onde d'intérêt pourles transmissions optiques haut débit et moyenne distance. Après l'introduction du contexte économique ethistorique de l'étude, nous abordons les points clés de la conception du VCSEL : matériau actif, dopagedes miroirs, oxydation latérale. Nous avons fabriqué et caractérisé des VCSEL à partir de trois matériauxactifs diérents : des puits quantiques d'InGaAsN/GaAs, des puits quantiques d'InGaAs/GaAs fortementcontraints et des boîtes quantiques d'In(Ga)As/GaAs. Leurs caractérisations électro-optiques conrment quela longueur d'onde d'émission des composants réalisés est supérieure à 1270 nm et atteint 1300 nm dans le casde puits d'InGaAs très contraints. Ces lasers présentent également des courants seuil de l'ordre du milliampèreet des puissances optiques de quelques centaines de microwatts pour les puits quantiques d'InGaAsN et lesboîtes quantiques d'In(Ga)As, et jusqu'à 1.77 mW pour les puits quantiques d'InGaAs contraints. A derares exceptions près, l'émission laser devient multimode transverse lorsque l'on augmente le courant injecté.En particulier, les VCSEL à puits quantiques d'InGaAs très contraints présentent un comportement modalspécique avec des modes d'oxyde inattendus. L'étude de ces modes nous amène notamment à observer leurrépartition spatiale par microscopie en champ proche spectralement résolue. La compréhension de l'originedes modes transverses dans une cavité VCSEL constitue un premier pas vers leur suppression en vue d'uneémission monomode compatible avec les standards des télécommunications optiques.