Identifiant pérenne de la notice : 226427773
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Ce travail porte sur l'ingénierie et la caractérisation des propriétés temps-fréquence
de paires de photons générées par une source semiconductrice. Ce dispositif utilise
la conversion paramétrique à température ambiante pour émettre des paires de photons
se propageant dans des directions opposées et aux longueurs d'onde télécom. Une microcavité
intégrée à la source permet d'augmenter l'efficacité de l'interaction nonlinéaire
par résonance du champ de pompe transverse. Nous présentons la théorie de la conversion
paramétrique dans cette source et nous montrons comment les propriétés spatiales et
spectrales du faisceau de pompe influencent les propriétés des photons, en particulier
leur degré d'intrication en fréquence, permettant un ingénierie souple. La variété
d'états pouvant être produits est illustrée à l'aide de l'amplitude spectrale jointe.
Deux techniques permettant la caractérisation de l'intensité spectrale jointe ont
été implémentées. La première est un spectrographe à photons uniques ; la seconde,
basée sur la stimulation du processus de conversion paramétrique, a permis une amélioration
dramatique de la résolution et du temps d'intégration. Les deux approches ont permis
la démonstration de l'ingénierie des corrélations en fréquences en variant la taille
et la courbure du faisceau de pompe. Des exemples d'états plus exotiques et une méthode
pour caractériser leur fonction de Wigner chronocyclique sont étudiés théoriquement.
La relation entre les propriétés temps-fréquence et le degré d'intrication en polarisation
de la paire est aussi explorée.
Note publique d'information : This work is focused on the engineering and characterization of the frequency-time
properties of photon pairs generated with a semiconductor source. This device emits
photons propagating in opposite directions at telecom wavelengths using spontaneous
parametric down-conversion at room temperature. A microcavity integrated in the source
allows the resonance of the transverse pump beam, enhancing the efficiency of the
nonlinear interaction. We give a theoretical description of the down-conversion process
in the source and we show how the spatial and spectral properties of the pump beam
impact the properties of the photons, in particular their degree of entanglement in
frequency allowing a versatile engineering. The variety of states that can be produced
is illustrated using the Joint Spectral Amplitude. Two techniques allowing the characterization
of the Joint Spectral Intensity have been implemented. The first one is a single photon
spectrograph. The second one, based on the stimulation of the down-conversion process
showed a dramatic improvement in terms of resolution and integration time. Both techniques
allowed the demonstration of the frequency correlation engineering by varying the
waist and curvature radius of the pump beam. Examples of more exotic states and a
technique to characterize their chronocyclic Wigner function are theoretically investigated.
The relationship between time-frequency properties and degree of entanglement in polarization
of the biphoton is also explored.
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