Interactions paramétriques ultra-efficaces dans une plateforme photonique non-linéaire

par Gabriel Marty

Projet de thèse en Nanophysique

Sous la direction de Alfredo De rossi et de Fabrice Raineri.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Ondes et Matière , en partenariat avec Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (laboratoire) , Photonique (equipe de recherche) et de université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-12-2016 .


  • Résumé

    Le développement des plateformes type « photonique sur silicium » a marqué le passage des architectures « espace libre » ou même fibrée aux circuits intégrés dans un nombre croissant d'applications (communication, traitement du signal, instrumentation). De plus, l'intérêt des circuits photoniques pour l'optique quantique (scalabilité) et en métrologie (temps-fréquence en particulier) est maintenant acquis. Dans ce contexte, les micro-résonateurs non-linéaires ont fait l'objet d'études très poussées en relation avec la génération de peignes optiques et la manipulation des états quantiques des photons. Dans le but ultime d'une intégration de ces composants clés dans des systèmes miniaturisés, deux défis ont étés clairement identifiés : la minimisation de la puissance requise pour enclencher l'effet non linéaire sousjacent, ce qui implique l'utilisation de matériaux optimisés pour l'optique non linéaire, et leur compatibilité avec une plateforme photonique établie, par exemple celle de la photonique sur Silicium. La collaboration entre le C2N (Marcoussis) et Thales (Palaiseau) a été mise en place dans le cadre du projet flagship CONDOR du Labex Nanosaclay afin de développer une plateforme photonique optimisée pour l'optique nonlinéaire, et les interactions paramétriques en particulier. Des résultats préliminaires sur la plateforme GaInP/SiO2 et GaP sont très prometteurs. L'objectif de cette thèse est l'optimisation de ces deux plateformes dans le but d'obtenir des résonateurs nonlinéaires ultra-efficaces, intégrés sur des circuits « silicon photonics ».

  • Titre traduit

    Ultra-Efficient Parametric Interactions in a nonlinear photonic platform


  • Résumé

    The development of “silicon photonic” platform type emphasized the transition by “free space” or even fibered architectures to integrated circuits in a growing number of applications (communication, signal processing, instrumentation). Moreover, the interest of photonic circuits for quantum optics ( scalability) and metrology ( time-frequency in particular) is now widely recognized. In this general context, nonlinear micro-resonators have been the subject of extensive research work regarding optical comb generation and photon quantum-states manipulation. With the ultimate purpose of integrating these key-components in miniaturized systems, two principal challenges have been identified: minimizing the power required to activate the nonlinear effects, and the compatibility with a well-established photonic platform, such as silicon photonics. The collaboration between C2N and Thales was initiated in the framework of the project Flagship CONDOR of Labex Nanosaclay in order to develop an optimized photonic platform for nonlinear optics and parametric interaction specifically. Preliminary works with the GaInP/SiO2 and GaP have shown very promising results. This Phd thesis aims at optimizing these two platforms to obtain ultra-efficient nonlinear micro-resonators integrated on “silicon photonics” circuits.