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Nitin Singh Malik

Les fils photoniques : une géométrie innovante pour la réalisation de sources de lumière quantique brillantes

Publié le 21 novembre 2011


Thèse soutenue le 21 novembre 2011 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Physique/Physique de la matière condensée et du rayonnement

Résumé :
Cette thèse présente la réalisation d'une source de photons uniques basée sur une boîte quantique InAs intégrée dans un fil photonique. Un fil photonique est un guide d'onde monomode constitué d'un matériau de fort indice de réfraction (GaAs dans notre cas). Pour un diamètre optimal voisin de 200 nm, pratiquement toute l'émission spontanée de l'émetteur (longueur d'onde dans le vide ~950 nm) est dirigée vers le mode guidé fondamental. Le couplage des photons guidés à un objectif de microscope est ensuite optimisé en travaillant la géométrie des extrémités du fil. Ce dernier repose ainsi sur un miroir intégré et présente une extrémité supérieure en forme de taper. Cette approche non résonante combine de très bonnes performances à une grande tolérance sur la longueur d'onde de l'émetteur intégré. Cette thèse discute la physique des fils photoniques, la réalisation des structures en salle blanche et les résultats obtenus lors de la caractérisation optique. En particulier, nous avons réalisé une source combinant une efficacité record (0,72, état de l'art à 0,4) et une émission de photons uniques très pure. Nous discutons également le contrôle de la polarisation obtenu dans des fils de section elliptique.

Jury :
Président : Laurent Saminadayar
Rapporteur : Isabelle Sagnes
Rapporteur : Guillaume Cassabois
Examinateur : Christian Seassal
Directeur de thèse : Jean-Michel Gérard
Co-encadrant : Julien Claudon

Mots clés :
Lumière quantique, Boîtes quantiques, Semiconducteurs III-V, Fils photoniques, Nanophotonique

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