Génération de seconde harmonique dans les microdisques de phosphure de gallium intégrés sur silicium - Archive ouverte HAL
Thèse Année : 2016

Second harmonic generation in gallium phosphide microdisks integrated on Silicon

Génération de seconde harmonique dans les microdisques de phosphure de gallium intégrés sur silicium

Résumé

The goal of this thesis is to determine the best conditions to manage the second harmonic generation (SHG) from a fundamental in the telecom C-band (around 1.55 µm) in gallium phosphide microdisks integrated on silicon. Finding technical solutions to take advantage of the nonlinear effects in these devices is a contribution to the actual efforts made to develop integrated photonics circuits. In this work, the approximate resolution of the electromagnetic wave propagation equation completed by a nonlinear source led to two ''charts'' indicating, for one, the necessary conditions for SHG, and for the other, the conversion efficiency theoretically allowed according to the chosen parameters. Thanks to the Foton laboratory expertise in monolithical integration of GaP on Si, the influence on the SHG of specific structural defects was studied. This has led to the proposal of two new phase matching techniques in GaP/Si microdisks. From an experimental point of view, this work led to the fabrication of two setups, the first one, to make tapered optical fibres and dimpled tapers, the second one, to make optical characterizations of microdisks and to study SHG in these systems.
Cette thèse a pour but de déterminer les meilleures conditions possibles pour réaliser une génération de seconde harmonique (SHG) à partir d'un fondamental dans la bande C télécom (autour de 1.55 µm) dans des microdisques de phosphure de gallium intégrés sur silicium. Elle s'inscrit dans les efforts actuels de développement de circuits photoniques intégrés en étudiant une proposition technique pour tirer parti des effets non linéaires en optique. A partir d'une résolution approchée de l'équation de propagation des ondes électromagnétiques comportant un terme source d’origine non linéaire, il a permis d'aboutir à deux ‘’cartes’’ indiquant, pour l'une, les conditions nécessaires à la SHG, pour l'autre, l'efficacité théorique attendue suivant les paramètres retenus. S'appuyant sur l'expertise du laboratoire Foton en matière d'intégration monolithique de GaP sur Si, une étude de l'influence sur la SHG de certains défauts de cristallisation a été menée et a conduit à la proposition de deux nouvelles techniques d'accord de phase dans les disques de GaP épitaxiés sur Si. D'un point de vue expérimental, ce travail de thèse a permis, d'une part, de doter le laboratoire d'un banc de fabrication de fibres effilées (tapers) et fibres effilées gaufrées (dimpled tapers) et, d'autre part, d'un banc de caractérisation optique des microdisques adapté à l'étude de la SHG
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Dates et versions

tel-01496748 , version 1 (27-03-2017)
tel-01496748 , version 2 (31-10-2017)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01496748 , version 1

Citer

Pierre Guillemé. Génération de seconde harmonique dans les microdisques de phosphure de gallium intégrés sur silicium. Physique [physics]. Université Bretagne Loire, 2016. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01496748v1⟩
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