Laboratoire de Photonique et de Nanostructures
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Photonique non-linéaire et information quantique > Cristaux et circuits photoniques non-linéaires agiles
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CP2D et Fano
Les cristaux photoniques (CP) sont des structures possédant une forte variation périodique de la constante diélectrique en une dimension (1D), 2D ou 3D. Cette modulation périodique produit des bandes interdites photoniques analogues à celles présentes pour les électrons dans les semiconducteurs. L'utilisation d'une réponse non-linéaire dans les cristaux photoniques ouvre de nouvelles voies à l'optique non-linéaire d'une part et au traitement d'information d'autre part. C'est ce mariage de l'optique non-linéaire et des cristaux photoniques 2D  (CP2D) que nous explorons dans le cadre de ce projet. Notre objectif ultime est d'utiliser les cristaux photoniques 2D comme de véritables plateformes photoniques intégrées que l'on peut reconfigurer de façon ultra-rapide par interaction non-linéaire.  Nous avons montré la reconfiguration tout optique de modes photoniques, l'amplification optique dans des CP2D et travaillons en ce moment à y démontrer la bistabilité optique et étudier de plus près la propagation d'impulsions optiques ultrabrèves.

1 - Reconfiguration tout optique des modes photoniques

  Nous considérons ici la possibilité de « manipuler » par interaction non-linéaire des résonances de Fano des CP2D. Les résonances de Fano constituent un phénomène universel qui se produit lorsqu'il existe un couplage entre un état discret et un continuum d'états. Dans les CP2D parfaits, sans défaut "optique", le couplage entre le mode discret du résonateur bidimensionnel distribué et le quasi-continuum d'états radiatifs produit des résonances de Fano de facteur de qualité très élevé. Elles sont accessibles par détection et couplage normaux au plan des trous du cristal photonique (Fig. 1 ci-dessous). Par des expériences de type pompe-sonde nous avons pu obtenir pour la première fois de forts déplacements non-linéaires de ces résonances qui ouvrent la voie à la réalisation de circuits photoniques non-linéaires intégrés reconfigurables optiquement.

Le cristal photonique 2D étudié, fabriqué au LEOM, est une membrane d' InP de 237 nm d'épaisseur, composée de quatre puits quantiques de InAs0.65P0.35/InP (50Å/200Å) et transférée sur SiO2-SiO2 par wafer bonding. Un réseau du type graphite (période 791 nm, facteur de remplissage 0.36) a été réalisé par lithographie et RIE. La structure a été optimisée pour présenter une résonance de Fano dans la région de transparence des puits quantiques.
Setup
Fig. 1 Schéma expérimental. OSA: analyseur de spectre.

  Le spectre de réflectivité autour de la résonance de Fano est présenté sur la Fig. 2 en régime linéaire et en présence de la pompe. Lorsque l'intensité de la pompe est augmentée, la résonance de Fano se déplace vers le bleu puis ce déplacement s'accompagne d'une amplification. L'ensemble de ces résultats est en excellent accord avec les prédictions théorique (Fig. 3) ( basées sur un modèle de modes couplés en régime non-linéaire (voir Fig. 3).

Deplacement Fano Blue shift
Fig. 2  Réflectivité autour de la résonance de Fano Fig. 3 Comparaison théorie - expérience

  Les déplacements de plus de 8 nm observés correspondent à 20 fois la largeur à mi-hauteur de la résonance de Fano dont le facteur de qualité est Q=3000. Ils témoignent de la forte réponse non-linéaire du bord de bande photonique. Une telle réponse est largement suffisante pour modifier dynamiquement le couplage entre différents constituants (guides, cavités, filtres, ) des futurs circuits photoniques intégrés basés sur des cristaux photoniques bidimensionnels. Nous avons également étudié la dynamique de cet effet et démontré qu'il pouvait efficacement être utilisé pour réaliser une commutation ultra-rapide avec des temps de commutation de 150 ps dans les cristaux photoniques en InP et 5 ps dans ceux en GaAs.

2-Amplification optique

  L'effet laser a été démontré dans les cristaux photoniques il y a quelques années. Ce n'était pas le cas de l'amplification optique que nous avons démontré très récemment. Elle a pu être obtenue dans la configuration présentée précédemment. Des gains allant jusqu'à 28 dB ont pu être obtenus (Fig. 4).
Gain Intensité
Fig. 4 Gain en fonction de l'intensité de pompe

3-Projets en cours

Bistabilité optique

La possibilité d'obtenir des résonateurs 2D possédant un très fort coefficient de surtension permet d'envisager la réalisation de fonctions optiques et logiques avec de très faibles puissances d'entrée. Nous explorons la réponse bistable de tels résonateurs.
L'un des systèmes de base le plus simple et le plus robuste pour la réalisation de mémoires optiques est en effet le système bistable. La bistabilité optique a été prédite dans les années 80 par Gibbs et al. [HM Gibbs, Optical bistability: controlling light with light, Orlando: Academic Press, 1985], et fut démontrée pour la première fois dans des microcavités semiconductrices 1D en 1988. Ces 20 dernières annés, des efforts considérables ont été dévolus au développement et à l'optimisation de microcavités 1D pour la bistabilité [voir par exemple R. Kuszelewicz et al. Appl. Phys. Lett. 57, 324 (1990)].
bistable
Fig. 5 Principe de la bistabilité, en noir à faible intensité lumineuse en rouge à forte intensité lumineuse

 Deux ingrédients sont nécessaires pour obtenir un fonctionnement bistable dans un système optique : une résonance pour concentrer l'intensité lumineuse dans une région spectrale donnée et une réponse non-linéaire de façon à ce que la réponse spectrale dépende de l'intensité lumineuse injectée (cf. Fig. 5). A certaines conditions sur l'injection d'un faisceau continu, deux états stables pour les transmission/réflexion à travers le dispositif peuvent coexister. C'est-à-dire que l'un ou l'autre de ces états de sortie peuvent survenir pour des paramètres d'entrée identiques. Des effets thermiques peuvent aisément conduire à la réponse non-linéaire nécessaire à l'obtention de la bistabilité. Mais l'utilisation de cette bistabilité pour un traitement du signal rapide échouera puisque les fréquences de la relaxation thermique sont de l'ordre du MHz voire moins. La bistabilité thermique a déjà été démontrée dans des microcavités CP2D  [voir par exemple P. E. Barclay et al. Opt. Express 13, 801 (2005)].

La démonstration d'une bistabilité optique rapide (i.e. électronique) dans les CP2D a donc fait l'objet de recherches intenses. Cependant seuls des résultats théoriques ont été rapportés à ce jour [voir par exemple A. R. Cowan and Jeff F. Young, Phys. Rev. E 68, 046606 (2003)].
Dans ce projet, le premier objectif de notre groupe est de démontrer une bistabilité optique provenant d'une non-linéarité optique dans un CP2D. La résonance du cristal photonique provient d'un mode de Bloch à faible vitesse de groupe.
Un des buts ultimes de nos recherches est de parvenir à coupler des résonateurs bistables via des ondes évanescentes de façon à manipuler l'information à la fois dans les domaines spatial et temporel. C'est un des buts majeurs de tout traitement tout-optique de l'information.

Propagation d'impulsions ultra-courtes

Nous explorons aussi l'interaction non-linéaire en présence d'électrons dans les cristaux photoniques bidimensionnels. En particulier, une nouvelle approche pour étudier la dynamique de la phase et l'amplitude du champs électromagnétique dans un résonateur CP2D est développée dans notre groupe. Cette méthode s'appuie sur la spectroscopie non-liéaire du cristal photonique lorsque des impulsions pompe et sonde femtosecondes sont séparées par un délait très court, de l'ordre de la durée de vie du photon (quelques picosecondes) dans la cavité.
Nous avons montré que l'approximation adiabatique habituellement utilisée pour décrire la dynamique du champ et des porteurs dans la cavité n'est plus justifiée. Le temps de vie d'un photon dans la cavité ne peut en effet plus être négligé devant le temps de recombinaison des porteurs. Il en résulte de nouveaux scenarii à l'échelle picoseconde pour une nouvelle génération de microrésonateurs photoniques actifs.
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Puce Membres

Contacts

 Giacomotti Alejandro  (+33) 1 69 63 61 97  
 Levenson Juan Ariel  (+33) 1 69 63 61 87  
 Raineri Fabrice  (+33) 1 69 63 63 92  
 Raj Rama  (+33) 1 69 63 61 95  

Et aussi...

 Haddadi Samir  (+33) 1 69 63 63 50  
 Monnier Paul  (+33) 1 69 63 61 83  

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Puce Publications

Publications dans des journaux
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Puce Contrats et projets

    Puce Projets Internationaux

      COPERNICUS : Compact OTDM / WDM Optical Receivers based on Photonic Crystal Integrated Circuits

      Référence de contrat : FP7-ICT-2009.3.8b
      Responsable(s) LPN : Fabrice Raineri, Rama Raj
      Principaux objectifs : COPERNICUS targets advances in the physics, technology, modelling, and integration of photonic crystal devices. Key devices include high-speed all-optical gates, low-crosstalk wavelength drop filters, and high-speed integrated photodetectors. These devices rely on very strong light-matter interactions arising from the large, ultrafast nonlinear optical response of III-V semiconductors and the strong resonant field enhancement in photonic crystals. This is ideal for filters and all-optical gates, enabling a dramatic reduction in size and switching energy. Their switching energy*delay product is two orders of magnitude smaller than that of competing technologies. Modelling will consider carrier plasma (spectral and spatial) contributions to the nonlinear optical response and develop a robust optical, thermal and electronic design tool for photonic crystal devices. New levels of photonic crystal integration will be pursued to combine these devices and achieve complex all-optical functions attractive to both medium- and long-term markets. (2010-2012)

      HISTORIC : Heterogeneous InP on Silicon Technology for Optical Routing and LogIC

      Référence de contrat : ICT-FP7 project Number 223876
      Responsable(s) LPN : Rama Raj, Fabrice Raineri
      Principaux objectifs : HISTORIC proposes to design, develop and test digital photonic integrated circuits containing a relatively large number of active photonic elements combined with passive elements, for use in e.g. all-optical packet switching for both datacom and telecom. The building blocks for the digital photonic circuits are fabricated making use of the heterogeneous integration of InP membranes on top of silicon on insulator (SOI) passive optical circuits. (2008-2011)

      PHC PICASSO : Active non diffractive light propagation through non-linear photonic crystals

      Référence de contrat : Binational project supported by the Egide between Spain and France
      Responsable(s) LPN : Fabrice Raineri, Rama Raj
      Principaux objectifs : The motivation of this project is to combine non diffractive propragation in photonic crystals and non-linear optics. (2009-2010)

      PHC TOURNESOL FL : A new platform for integrated optics: InP photonic crystals on SOI waveguides

      Référence de contrat : Binational project supported by the Egide between Belgium and France
      Responsable(s) LPN : Fabrice Raineri, Rama Raj
      Principaux objectifs : This project explores the intricacies of evanescent coupling of III-V photonic crystals devices with SOI waveguides. (2009-2010)

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    Puce Réseaux Internationaux

      MP0702 : Towards Functional Sub-Wavelength Photonic Structures

      Référence de contrat : COST Action MP0702
      Responsable(s) LPN : Fabrice Raineri, Rama Raj
      Principaux objectifs : The main objective of the Action is to establish active links between European laboratories working in the field of artificial materials for photonics applications, where the structural dimensions are at or below the wavelength of light. (2008-2012)

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    Puce ANR non thématiques

      OLD-TEA : Approche faible seuil pour diodes laser organiques

      Référence de contrat : ANR Blanc 2010
      Coordinateur, Partenaire(s) : N. Fabre (LPL), A. Fischer (LPL), A. Boudrioua (LPL), B. Geffroy (LPICM)
      Responsable(s) LPN : Sophie Bouchoule, Alejandro Giacomotti
      Principaux objectifs : The final objective of the OLD-TEA project is to demonstrate lasing action in an organic heterostructure under electrical excitation. Intermediate achievements will consist in demonstrating a narrow spectrum (< 0.1 nm) OLED in a microcavity, and an optically-pumped organic laser in a microcavity. More specifically, the current project deals with the realization of organic laser diodes in a low laser-threshold experimental approach, making use of high-quality factor microcavities. Lasing action will indeed require the design of a laser cavity with a laser threshold current at a level compatible with achievable current densities in OLEDs. Two approaches will be developed and explored in the framework of this project: a vertical extended micro-cavity surface emitting OLED, and a photonic crystal microcavity with infiltrated organic material. Project duration:36 mois – Partners: LPL – Univ. Villetaneuse (project leader), LPN, and LPICM-Ecole Polytechnique. (2010-2013)

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    Puce ANR jeunes chercheurs

      PROWOC : Circuits intégrés optiques à base de structures hybrides Cristal photonique en InP/ guide d’onde en silicium

      Référence de contrat : ANR jeunes chercheurs 2008
      Responsable(s) LPN : Fabrice Raineri, Alejandro Giacomotti
      Principaux objectifs : PROWOC aims to design, fabricate and demonstrate photonic circuits based on active III-V photonic crystals devices heterogeneously integrated on top of silicon on insulator (SOI) passive waveguides. (2009-2012)

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Puce Propositions de stages

Stage


  • Emetteurs GaN pour l’imagerie biologique : réalisation de substrats actifs à base de GaN/InGaN pour l’excitation localisée de biomolécules

    • Niveau : Master2
    Contact : A. Giacomotti
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
    En savoir plus
    L’objectif de ce travail est la réalisation et l’étude de substrats actifs nano-structurés à base de nitrure de gallium (GaN/InGaN) pour l’excitation localisée de biomolécules, notamment la protéine fluorescente verte (GFP- Green fluorescent protein). La GFP est couramment utilisée en tant que marqueur en microscopie de fluorescence, l’une des principales techniques d’imagerie biologique.
    L’intégration de nano-émetteurs localisés en surface d’un substrat, combinée à la nanostructuration du matériau pour le confinement spatial de l’émission, permet d'exalter localement l'excitation des marqueurs fluorescents, et améliorerait ainsi la résolution spatiale de la technique d’imagerie. Les structures envisagées sont de type « cristal photonique » opérant à des longueur d’onde dans la gamme du visible (λ~450 nm). Des réseaux périodiques de trous (diamètre ~60 nm, période ~110 nm) en couche mince de GaN/InGaN sur substrat transparent dans le visible seront ainsi réalisés.
    Le travail de stage comprendra un volet fabrication et caractérisation des structures par microscopie électronique de balayage d’une part, et d’autre part leur étude optique par micro-photoluminescence (µ-PL). Ce stage s'insère dans une collaboration entre le CRHEA (conception et réalisation des structures épitaxiales), et le LPN (conception, fabrication des cristaux photoniques, études optiques). Il se déroule dans le cadre du Labex GANEX. Les substrats actifs réalisés seront testés sur des bancs de microscopie de fluorescence avec des partenaires biologistes et biophysiciens (M. Coppey, Institut Jacques Monod ; E. Gratton, Laboratory for Fluorescence Dynamics, University of California, Irvine ; L. Estrada, Quantum Electronics Lab, University of Buenos Aires). Possibilité de poursuivre en thèse.
    Démarrage de stage souhaité : Mars/Avril 2013. Durée de stage souhaitée : 4 à 6 mois. Contact : A. Giacomotti. Autres collaborateurs : S. Bouchoule (LPN), A. Cattoni (LPN) - B. Damilano (CRHEA), F. Semond (CRHEA).
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Puce Stages passés et en cours

Post-doctorat


  • Laser organique en microcavité

    • G. Barbillon-(2011-11-01 / 2013-04-01)
    Contact : S. Bouchoule , A. Giacomotti
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
                Composants Photoniques pour les Applications Télécoms (PHOTEL)
    En savoir plus
    The postdoctoral work is conducted in the frame of ANR ‘OLD-TEA’ project (2010-2013), with the long-term objective of demonstrating a low-threshold organic micro-laser compatible with electrical pumping. Several approaches are explored, among which the integration of the organic material in a PhC-based cavity or in a vertical microcavity. In these approaches, the main steps are to demonstrate the improvement of the spectral coherence of the PhC organic emitter, to demonstrate an optically-pumped PhC organic laser with ultra-low threshold, and to explore solutions to achieve lasing operation from an electrically-pumped device. The postdoctoral work is devoted to the the development, the processing, and the characterization of the organic laser emitting in the visible range, with specific emphasis on the control of the light emission using PhC-based cavities.

  • Guides à cristaux photoniques

    • T. J. Karle-(2007-01-01 / 2009-08-31)
    Contact :
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
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  • Bistabilité et excitabilité dans les cristaux photoniques bidimensionels

    • A. Giacomotti-(2004-03-01 / 2006-12-31)
    Contact : J. A. Levenson
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
    En savoir plus

Thèse


  • Nano-cavités excitables couplées en Cristal Photonique

    • M. Brunstein-(2008-03-01 / 2011-03-31)
    Contact : A. Giacomotti , J. A. Levenson
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
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  • Optique non linéaire dans les cristaux photoniques à semiconducteurs III-V

    • F. Raineri-(2001-10-01 / 2004-10-31)
    Contact : J. A. Levenson
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
    En savoir plus
    Thèse de doctorat de l'Université Paris Sud Ce travail de thèse constitue une contribution théorique et expérimentale aux études sur les effets d’optique non linéaires dans les cristaux photoniques en semiconducteurs III-V. Les cristaux photoniques sont des matériaux artificiels présentant une modulation périodique de l’indice de réfraction à l’échelle de la longueur d’onde de la lumière. En contrôlant les paramètres physiques de ces structures (périodicité, motifs, facteur de remplissage en air…), il est possible de réaliser une véritable ingénierie des propriétés dispersives de la matière pour, par exemple, empêcher la lumière de se propager dans toutes les directions de l’espace. L’objectif de cette thèse est de combiner les propriétés dispersives uniques des cristaux photoniques aux propriétés non linéaires très intéressantes des semiconducteurs III-V afin d’exalter les interactions non linéaires entre la lumière et la matière. Nous verrons que les cristaux photoniques 1D et 2D sont adéquats pour obtenir des effets non linéaires du second ordre (génération de seconde harmonique) efficaces sur de courtes distances car ils permettent de réaliser la condition d’accord de phase dans des matériaux fortement non linéaires comme l’AlxGa1-xAs tout en ralentissant la lumière. Nous montrerons également que les cristaux photoniques 2D en semiconducteurs III-V permettent de réaliser les briques de bases actives pour le traitement du signal tout optique comme des sources lasers, des amplificateurs, des commutateurs ultrarapides…

Stage


  • Cristaux photoniques bidimensionnels en semi-conducteurs spectralement accordables : une solution innovante et flexible pour l'optique intégrée

    • Niveau : Master2
    Contact : N. Belabas , F. Raineri
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
    En savoir plus
    Projet scientifique: Les cristaux photoniques (CP) sont des structures périodiques à l'échelle de la longueur d'onde. Cette périodicité permet une manipulation particulièrement élégante et efficace de la propagation de la lumière. On peut par exemple empêcher la lumière de se propager dans des larges bandes de fréquence ou bien la ralentir pour exalter ses intéractions avec la matière. Grâce à ces propriétés, les cristaux photoniques bidimensionnels remplissent les conditions pour devenir la future plateforme de l'optique intégrée. Un défi actuel est notamment d'être capable de produire des dispositifs de réponse optique reconfigurable (CP accordables) pour réaliser des fonctions actives indispensables pour le traitement de données telles que la commutation ou l'aiguillage. Plusieurs pistes sont envisageables : -Inclusion de cristaux liquides dans des cristaux photoniques à 2 dimensions. -Systèmes mécaniques pour exercer des contraintes sur les structures. -Effets non-linéaires ou thermiques. Techniques utilisées: Fabrication : Lithographie e-beam, épitaxie aux organo-métalliques,Gravure ionique réactive Séchage super-critique, chimie Caractérisation: FTIR (Spectroscopie IR par transformées de Fourier), Microscopie électronique, expériences d'optique (pompe-sonde femtoseconde).

  • Effets non-linéaires dans un régime innovant dans des cristaux photoniques.

    • Niveau : Master2
    Contact : N. Belabas , R. Raj
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
    En savoir plus
    Les cristaux photoniques sont des objets périodiques à l'échelle de la longueur d'onde de la lumière. Cette périodicité - et les éventuels défauts qu'on peut y introduire - peuvent être choisis de façon à manipuler la lumière dans tous ses aspects (direction de propagation, spectre, amplitude et phase du champ). La propagation des ondes électromagnétiques peut en particulier y être orientée de façon à optimiser des effets non-linéaires (exaltation par confinement, réalisation automatique de l'accord de phase, ...). Les possibilités sont infinies quand simulation et fabrication sont associées à l'investigation optique. Les cristaux photoniques sont donc des objets de choix à la fois pour les applications (dispositifs compacts, efficaces, élegants et ultra-rapides puisque les effets non-linéaires avec des impulsions femtosecondes permettent de manipuler la lumière par la lumière) et pour les études fondamentales dans lesquelles se spécialise notre groupe. On s'attend par exemple à l'apparition d'effets de réfraction tout-à-fait spécifiques aux cristaux photoniques où le cristal se comporterait comme une 'lentille-miroir' (l'image formée est symétrique de l'objet par rapport à la surface du cristal). L'observation de ces effets, qui plus est en régime non-linéaire, est encore inédite. Le stagiaire devra participer – à la simulation de nouvelles nanostructures à semi-conducteurs III-V (CP2D Cristaux photoniques à 2 dimensions). – à leur fabrication dans l'environnement de la salle blanche du LPN. – à l'élaboration d'une expérience de mélange à 4 ondes femtoseconde (effets non-linéaires du 3ième ordre) où interviennent. - une souplesse dans la géométrie des 2 ou 3 faisceaux incidents. – l'imagerie de l'échantillon. – une détection cohérente (en amplitude et en phase) du signal pour une analyse physique fine des phénomènes impliqués.

  • Optique non linéaire dans les microcavités et les guides d’onde à cristaux photoniques 2D

    • Niveau : Master2
    Contact : F. Raineri , J. A. Levenson
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
    En savoir plus
    Les cristaux photoniques sont des matériaux artificiels dans lesquels une structuration périodique sub-longueur d’onde de la constante diélectrique a été réalisée. Ces nanostructures suscitent depuis quelques années un vif intérêt de la part de la communauté scientifique car, de la même façon que les études menées sur la physique et la fabrication des semiconducteurs ont initié, il y a 50 ans, la révolution de la microélectronique, leur conception pourrait être à l’origine d’un renouvellement du domaine de la photonique. L’idée de structurer la matière à l’échelle de la longueur d’onde de la lumière semble être en effet la clef pour contrôler la propagation des photons. De cette manière, il est possible non seulement de guider efficacement la lumière mais aussi de modifier sa vitesse de phase et de groupe. Ces propriétés peuvent être exploitées dans plusieurs optiques comme la réalisation des circuits photoniques intégrés, mais aussi pour résoudre des problèmes plus fondamentaux liés au contrôle des interactions lumière-matière. L’étude des interactions non linéaires dans les cristaux photoniques constitue une des thématiques de recherche de notre équipe. Plus particulièrement, notre objectif est de démontrer qu’en combinant les propriétés dispersives de ces objets aux importantes non linéarités des semiconducteurs III-V comme le GaAs et l’InP, nous pouvons obtenir des effets non linéaires géants (comme la génération paramétrique ou l’effet Kerr) permettant d’envisager de multiples applications nouvelles pour l’optique intégrée (source paramétrique intégrée, commutateur bistable, aiguilleur optique, etc…). Ce stage a pour objectif l’étude expérimentale des interactions non linéaires du second et du troisième ordre dans les guides d’onde et les microcavités à base de cristaux photoniques bidimensionnels et de démontrer que le fort confinement du champ électromagnétique dans ces objets est un avantage pour obtenir des effets non linéaires exaltés. L’étudiant participera aussi bien au travail de conception et de fabrication des structures qu’à la mise en place des montages expérimentaux permettant les démonstrations de fonctionnements non linéaires.

  • Bistabilité optique dans les cristaux photoniques : un laboratoire pour la dynamique des neurones

    • Niveau : Master2
    Contact : A. Giacomotti , J. A. Levenson , R. Raj
    Groupe : Photonique Nonlineaire et Information Quantique (PHOTONIQ)
    En savoir plus
    La bistabilité optique a été démontré dans les cavités en semiconducteur il y a déjà une vingtaine d’années. Dans les cristaux photoniques bi-dimensionnels , structures possédant une périodicité 2D sub-longueur d’onde de l’indice de réfraction, ce n’est que très récemment que une bistabilité optique d’origine électronique (non thermique) a pu être démontrée dans notre groupe. Cette démonstration ouvre de nombreuses et passionnantes perspectives. En effet, la réduction de taille apportée par les cristaux photoniques bidimensionnels combinée aux fortes susceptibilités non-linéaires des semiconducteurs permet d’envisager des études fondamentales et des applications nouvelles. L’objectif de ce stage est l’étude de la réponse non-linéaire et de la dynamique de deux motifs bistables, adjacents, d’un cristal photonique, couplés par onde évanescente. Une dynamique très riche est attendue, qui sous certaines conditions s’apparente à la réponse non-linéaire de neurones couplées. Le stagiaire participera aussi bien à la simulation numérique du système non-linéaire, qu’aux expériences d’optique dans des cristaux photoniques bi-dimensionnels. Ce stage peut bien sûr être prolongé en une thèse.
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Mis à jour le
05/07/2012

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