Thèse soutenue

Dispositifs photoniques intégrés à base de phosphure de gallium pour l'optique non-linéaire
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Auteur / Autrice : Alejandro Lorenzo ruiz
Direction : Charles Cornet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Photonique
Date : Soutenance le 05/02/2021
Etablissement(s) : Rennes, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Fonctions Optiques pour les TélécommunicatiONs . EQUIPE OHM : Optoélectronique, Hétéroépitaxie et Matériaux
Jury : Président / Présidente : Sophie Bouchoule
Examinateurs / Examinatrices : Charles Cornet, Sophie Bouchoule, François Leo, Yoan Léger, Alexandre Beck
Rapporteurs / Rapporteuses : Christelle Monat, Mathieu Chauvet

Mots clés

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Résumé

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L'objectif de cette thèse est d'étudier les différents aspects de dispositifs intégrés nonlinéaires basés sur le phosphure de gallium, en se concentrant sur deux processus : l'utilisation des microdisques de GaP pour effectuer la génération de seconde harmonique dans le régime de l'infrarouge proche en utilisant les modes de galerie et l'utilisation des ondes IR pour produire des ondes THz en utilisant la génération de différence de fréquences. Tout d'abord, nous étudions le processus de couplage évanescent vertical à un microdisque de GaP afin d'étudier son impact sur l'efficacité du dispositif non linéaire et de démontrer l'importance des coupleurs avec désaccord de constante de propagation pour concevoir des dispositifs entièrement encapsulés. Nous démontrons également que l'origine des règles de sélection spécifiques de l'accord de phase dans les microrésonateurs circulaires proviennent de la conversion d’une phase de Berry de certaines composantes de polarisations des modes de galerie en moment azimutal. Pour fabriquer ce type d’architecture photonique, nous avons étudié les verrous technologiques pour la fabrication de ces circuits photoniques à base de GaP. Nous nous sommes concentrés sur trois processus : le collage, la lithographie et l'encapsulation. Finalement, nous proposons une nouvelle approche pour la génération intégrée de THz dans la Reststrahlen band. En utilisant les modes de phonons polaritons de surface pour guider les ondes THz et en montrant comment un alignement inhabituel des cristaux est adapté à cette configuration, nous estimons des efficacités de conversion à l'état de l'art.