Propagation et émission dans des guides multimodes à cristaux photoniques bidimensionnels PDF Download
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Author: Emilie Schwoob-Viasnoff
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 210
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Book Description
The physics of a Fabry Perot cavity with grating mirrors, substantiated here by a multimode 2D photonic crystal waveguide, is investigated from a mainly experimental point of view. Applications in the field of optical telecommunications around 1.55 [mu]m, as well as more fundamental issues are addressed. The guide walls consist of a periodic grating of air holes etched through a InP-based heterostructure. They are completely reflecting within the photonic band gap for any wave impinging within the periodicity plane. The periodicity along the guide couples through Bragg diffraction guided modes, with "ordinary" group velocity, with very slow modes, analogous to resonant modes. The new feature about this coupling is that it occurs only within small frequency and wavevector windows, remaining silent elsewhere. This coupling is firstly used to design a wavelength multiplexer/demultiplexer, extracting, laterally with respect to the guide direction and selectively, all or part of the guided optical signal. The following and more fundamental parts of this manuscript investigate the potential impact of the spectral regions nearby these coupling windows in order to control the spontaneous emission of photons within these confining and diffractive structures. We present a sinking experimental spontaneous emission enhancement, related to a peaked photon density of states. The last part deals with a measurement of the modal gain spectrum: the consequence of the slowing of a guided mode around the coupling window onto the optical amplification of a propagating signal is discussed.
Author: Emilie Schwoob-Viasnoff
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 210
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Book Description
The physics of a Fabry Perot cavity with grating mirrors, substantiated here by a multimode 2D photonic crystal waveguide, is investigated from a mainly experimental point of view. Applications in the field of optical telecommunications around 1.55 [mu]m, as well as more fundamental issues are addressed. The guide walls consist of a periodic grating of air holes etched through a InP-based heterostructure. They are completely reflecting within the photonic band gap for any wave impinging within the periodicity plane. The periodicity along the guide couples through Bragg diffraction guided modes, with "ordinary" group velocity, with very slow modes, analogous to resonant modes. The new feature about this coupling is that it occurs only within small frequency and wavevector windows, remaining silent elsewhere. This coupling is firstly used to design a wavelength multiplexer/demultiplexer, extracting, laterally with respect to the guide direction and selectively, all or part of the guided optical signal. The following and more fundamental parts of this manuscript investigate the potential impact of the spectral regions nearby these coupling windows in order to control the spontaneous emission of photons within these confining and diffractive structures. We present a sinking experimental spontaneous emission enhancement, related to a peaked photon density of states. The last part deals with a measurement of the modal gain spectrum: the consequence of the slowing of a guided mode around the coupling window onto the optical amplification of a propagating signal is discussed.
Author:
Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 8
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Author: Delphine Neel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 146
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Ce travail de thèse porte sur l'étude par microscopie en champ proche optique (SNOM) de composants à cristaux photoniques bidimensionnels sur SOI, dans le domaine du proche infrarouge (longueurs d'onde télécom 1,2-1,6 micromètre). Le SNOM fournit une cartographie locale du champ électromagnétique dans les composants, avec une résolution de l'ordre de 150 nm. Les cartes de champs ainsi obtenues permettent une compréhension approfondie des phénomènes physiques qui ont lieu au sein de ces structures complexes. Trois fonctionnalités optiques différentes ont été abordées. Tout d'abord, le guidage de lumière a été mis en évidence dans un défaut linéaire de type W1. La présence d'ondes de Bloch et d'ondes stationnaires a été observée dans ce guide. Ensuite, concernant le couplage, nous avons étudié différents types de transitions (tapers) permettant d'améliorer le couplage entre guides diélectriques et guides à cristaux photoniques, ainsi qu'entre guides à cristaux photoniques et guides à cavités couplées. Nous montrons que l'utilisation de tapers correctement optimisés améliore le coefficient de transmission des structures, en réduisant les pertes hors du plan. Nous avons également calculé les pertes par propagation dans les cavités couplées. Enfin, un démultiplexeur en longueur d'onde a été conçu et caractérisé. Ce démultiplexeur utilise le principe du coupleur directionnel. Un effet de démultiplexage a été observé entre 1.3 et 1.5 micromètre.
Author: Dominique Labilloy
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 186
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LES MATERIAUX A BANDE INTERDITE DE PHOTONS (BIPS) OU CRISTAUX PHOTONIQUES, SONT DES STRUCTURES, GENERALEMENT ARTIFICIELLES, DONT L'INDICE DIELECTRIQUE VARIE PERIODIQUEMENT. LORSQUE LE CONTRASTE D'INDICE EST FORT, ON PREDIT THEORIQUEMENT QU'ELLES DOIVENT EMPECHER LA PROPAGATION DE LA LUMIERE DANS TOUTES LES DIRECTIONS EN CREANT DES PLAGES SPECTRALES (LES BANDES INTERDITES) A DENSITE D'ETAT DE PHOTONS NULLE. NOUS AVONS ETUDIE LE COMPORTEMENT OPTIQUE DE CRISTAUX PHOTONIQUES BIDIMENSIONNELS GRAVES DANS DES HETEROSTRUCTURES SEMICONDUCTRICES GUIDANTES. L'ORIGINALITE CONSISTE A UTILISER LA PHOTOLUMINESCENCE DE BOITES OU PUITS QUANTIQUES COMME SOURCE LUMINEUSE INTERNE. CETTE TECHNIQUE A PERMIS D'EFFECTUER UNE CARACTERISATION COMPLETE DE CES OBJETS EN MESURANT QUANTITATIVEMENT LES COEFFICIENTS DE TRANSMISSION ET DE REFLEXION AINSI QUE LES PROPRIETES DE DIFFRACTION. AUX ZONES DE FAIBLE TRANSMISSION CORRESPONDENT DE FORTS COEFFICIENTS DE REFLEXION OU DE DIFFRACTION, CE QUI INDIQUE QUE L'ONDE RESTE GUIDEE LORS DE L'INTERACTION AVEC LES CRISTAUX ET CONFIRME LEUR FORT POTENTIEL POUR L'OPTIQUE INTEGREE. NOUS AVONS UTILISE CES REFLECTEURS POUR REALISER DES CAVITES, D'ABORD UNIDIMENSIONNELLES, QUI MONTRENT UNE BONNE FINESSE EN TRANSMISSION, CONFIRMANT QUE LES PERTES HORS DU PLAN DU GUIDE SONT FAIBLES. NOUS AVONS ENSUITE ETUDIE DES CAVITES TRIDIMENSIONNELLES DE FAIBLE VOLUME (5 M#3), SONDEES CETTE FOIS-CI A L'AIDE D'EMETTEURS INTERNES A LA CAVITE. L'APPARITION DE PICS ETROITS MONTRE QUE L'EFFET DE CONFINEMENT EST IMPORTANT ET LAISSE PRESAGER DE REELLES POTENTIALITES DE MODIFICATION DE L'EMISSION SPONTANEE.
Author: Rafik Smaali
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 122
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Ce mémoire est consacré à l'étude de la propagation de faisceaux d'ondes électromagnétiques dans les matériaux diélectriques composites à bandes interdites appelés cristaux photoniques. Dans un premier temps, on présente la théorie des ondes de Bloch qui est utilisée pour le calcul de bandes d'un cristal photonique bidimensionnel infini. Dans un deuxième temps, on étudie le comportement du champ électromagnétique qui se propage à l'intérieur d'un cristal photonique, et qui se décompose en modes propagatifs et non propagatifs. On montre par la suite l'influence de ces derniers lors de la propagation d'un faisceau gaussien dans un cristal. On propose une méthode de renormalisation des ondes de Bloch par des modes évanesents, elle permet d'obtenir la valeur du décalage du faisceaux transmis. Enfin, on traite certaines propriétés de cristaux photoniques bidimensionnels dopés à partir des pôles de la matrice de diffraction, un nouvel algorithme est proposé pour la recherche de ces derniers
Author: Frédéric Lacour
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 165
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Author: Fabrice Raineri
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 235
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Depuis la proposition initiale en 1987 par E. Yablonovitch et S. John du concept de cristaux photoniques, un grand nombre d'études ont démontré que ces structures périodiques permettent de contrôler de façon efficace la propagation de la lumière. La recherche concernant les cristaux photoniques traite aujourd'hui des aspects fondamentaux comme le contrôle de l'émission spontanée mais aussi des sujets plus applicatifs comme les lasers à faible seuil et les circuits photoniques pour l'optique intégrée. La principale raison de cette activité intense est que, grâce à la structuration de la matière à l'échelle de la longueur d'onde de la lumière, il est possible de réaliser une véritable ingénierie des propriétés dispersives de ces objets : la propagation de la lumière peut être ainsi empêchée sur de grandes plages de fréquences (gap photonique), la vitesse de phase et la vitesse de groupe de la lumière peuvent aussi être contrôlées. Ceci peut mener à la localisation du champ électromagnétique et, en conséquence, à une exaltation des interactions entre la lumière et la matière.Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés d'une part à la conception et à la fabrication de cristaux photoniques unidimensionnels et bidimensionnels en AlGaAs pour réaliser des convertisseurs de fréquence ultracourts pour l'optique intégrée. D'autre part, nous montrons qu'en utilisant de façon avantageuse les fortes non linéarités du troisième ordre des semiconducteurs III-V dans les cristaux photoniques bidimensionnels, on peut obtenir de l'effet laser, de l'accordabilité spectrale, de la commutation ultra rapique et de l'amplification.
Author: Hervé Rigneault
Publisher: Wiley-ISTE
ISBN: 9781905209286
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 324
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Nanophotonicsis a comprehensive introduction to the emerging area concerned with controlling and shaping optical fields at a subwavelength scale. Photonic crystals and microcavities are extensively described, including non-linear optical effects. Local-probe techniques are presented and are used to characterize plasmonic devices. The emerging fields of semiconductor nanocrystals and nanobiophotonics are also presented.
Author: Mária Németh Lenke
Publisher:
ISBN:
Category : American drama
Languages : en
Pages : 164
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Author: Jean-Michel Lourtioz
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3540783474
Category : Science
Languages : en
Pages : 514
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This book provides the theoretical background required for modelling photonic crystals and their optical properties, while presenting the large variety of devices where photonic crystals have found application. As such, it aims at building bridges between optics, electromagnetism and solid state physics. This second edition includes the most recent developments of two-dimensional photonic crystal devices, as well as some of the last results reported on metamaterials.
