cx r22 2 45 247833274 http://www.idref.fr/247833274 20200708 20240515081943.000 0499 0499 Tr2 20200708afrey50 ba0 fre 639-2 2009 k fre 0 # # AFNOR Oeuvre Textuelle ba0yba0 Une microcavité semiconductrice source de photons jumeaux contrapropageants à température ambiante ba0yba0y Ce travail de thèse a porté sur la conception et la démonstration d'une source semiconductrice de photons jumeaux contrapropageants pour l'information quantique. De nombreux critères rendent cette source prometteuse : intégrabilité, compacité, fonctionnement à température ambiante, efficacité de collection et largeur spectrale des photons générés, contrôle aisé du degré de corrélation en fréquence... Plusieurs de ces atouts découlent naturellement de la géométrie originale du dispositif : les photons sont générés par Fluorescence Paramétrique dans un guide d'onde constitué d'un milieu non-linéaire, pompé optiquement par le dessus du guide. L'idée à de ce travail est l'intégration d'une microcavité pour le faisceau de pompe à une structure basée sur la géométrie contrapropageante afin d'optimiser les performances de la source résultante. Après une brève introduction aux sources pour l'information quantique est présentée une étude complète des propriétés du dispositif qui a abouti au dessin d'une structure optimisée. Les échantillons réalisés ont été caractérisés via des mesures de pertes de propagation des modes guidés et des expériences de génération de seconde harmonique. Une expérience de Fluorescence Paramétrique a été ensuite menée afin d'estimer les performances de la nouvelle source. L'intégration d'une microcavité verticale a notamment permis d'augmenter de deux ordres de grandeur l'efficacité de conversion paramétrique du dispositif. La qualité des états quantiques générés a été vérifiée via l'expérience de Hong-Ou-Mandel qui constitue un test d'indistinguabilité entre deux photons. La bonne visibilité mesurée ouvre la voie à un grand nombre d'expériences. ba0yba0y This work is devoted to the conception and demonstration of a semiconductor waveguide emitting counterpropagating twin photons for Quantum Information. Several criteria make it a promising device: integrability, compactness, room temperature operation, high collection efficiency, spectral width of the generated photons, and the easy control of the degree of frequency correlation. Some of these properties stems from the original geometry of the device: the generated photons are created by Parametric Fluorescence inside a non-linear waveguide, optically pumped by the top. The idea at the ongin of this work is the integration of a microcavity with a structure based on counterpropagating geometry, which allows to optimise the performances of the source. After a brief introduction of the research field, a complete study of the properties of the device is shown which ended in the design of an optimized structure. The realized samples were characterized through optical losses measurements in the waveguide regime and through Second Harmonic Generation experiments. A Parametric Fluorescence experiment was then conducted in order to estimate the performances of the new device. The integration of a vertical microcavity allowed in particular a two orders of magnitude increase of the source conversion efficiency. The quality of the generated quantum state was verified via a Hong-Ou-Mandel experiment which is a indistinguability test between two photons. The good visibility obtained opens the way to a large number of Quantum Information experiments using this source. Thèse de doctorat Physique et chimie des matériaux Paris 7 2009 ba0yba0 A semiconductor microcavity emitting counterpropagating twin photons at room temperature 143245090 ba0yba04 Caillet Xavier 1981-.... 070 118062514 ba0yba04 Ducci Sara 19..-.... 727 027542084 ba0yba04 Université Paris Diderot - Paris 7 1970-2019 295 027842312 Guides d'ondes 040839486 Dissertation universitaire fmesh 027282570 Semiconducteurs rameau 033410305 Électrodynamique quantique en cavité rameau 027674266 Optique non linéaire rameau ba0yba0 027253139 Thèses et écrits académiques rameau 530 TEF FR Abes 20240515 AFNOR