Identifiant pérenne de la notice : 226530167
Notice de type
Notice de regroupement
Note publique d'information : Ce travail de thèse porte sur la réalisation expérimentale d'un oscillateur paramétrique
optique (OPO) en guides d'ondes AlGaAs/A10x. L'insertion de fines couches d'oxyde
d'aluminium (A10x) dans un coeur guidant en GaAs à une échelle sub-longueur d'onde
permet d'obtenir artificiellement la biréfringence nécessaire pour obtenir une interaction
non linéaire efficace entre une onde de pompe TMOO à 1064 nm et des ondes signal et
complémentaire TE00 autour de 2128 nm. Après définition d'une cavité optique résonnante
pour les ondes signal et complémentaire grâce au dépôt de miroirs diélectriques sur
les facettes du guide, le seuil d'oscillation est atteint pour une puissance de pompe
de 210 mW. Ce résultat constitue la première démonstration d'un OPO en guide d'ondes
semi-conducteur dans le proche infrarouge. Dans un second temps, nous avons cherché
à améliorer les performances de ce dispositif en explorant trois pistes. La première
a été la réduction des pertes de propagation par un meilleur contrôle de l'étape d'oxydation
et par l'insertion de barrières de GaInP de part et d'autre des couches oxydées. Le
deuxième axe de développement a été l'utilisation d'une cavité à double passage de
la pompe qui a permis de réduire légèrement le seuil d'oscillation. La troisième piste
explorée est la protection thermique de l'échantillon par une couche de verre déposée
sur les guides d'ondes. Une partie de cette thèse a par ailleurs été consacrée à un
dispositif similaire visant à obtenir une radiation cohérente autour de 2000 nm par
génération de second harmonique d'un laser à cascade quantique émettant autour de
4500 nm.
Note publique d'information : This PhD work is about the experimental demonstration of an optical parametric oscillator
(OPO; in AlGaAs/A10x waveguides. Inserting thin aluminum oxide (A10x) layers in the
GaAs guiding core of the waveguide at a sub-wavelength scale allows us to artificially
reach the birefringence which is necessary to get an efficient nonlinear interaction
between a TMOO pump at 1064 nm and TE00 signal and idler around 2128 nm. After defining
an optical signal and idler-resonant cavity by the means of dielectric mirrors, the
oscillation threshold is reached with an internai pump power of 210 mW. This result
is the first demonstration of a guided-wave semiconductor OPO in the near infrared.
In a second part, we tried to improve the performances of this device following three
different paths. The first is the reduction of the propagation losses through a better
control of the oxidation step and the insertion of GaInP barriers on each side of
the oxidized layers. The second development path is a change in the optical cavity
configuration : using a double pump pass cavity has enabled us to slightly reduce
the oscillation threshold. The third explored path is the thermal protection of the
sample with a glass layer deposited on the top of the waveguides. A part of this PhD
work has also been devoted to a similar device for the emission of a coherent radiation
around 2000 nm by second harmonic generation from a quantum cascade laser emitting
around 4500 nm.