WEB Nano Saclay
11 décembre 2017
Peigne de résonances à fort facteur de qualité dans une cavité à cristaux photoniques
logo_tutelle 
Peigne de résonances à fort facteur de qualité dans une cavité à cristaux photoniques

Équivalent photonique du modèle de la mécanique quantique de l'oscillateur. Un peigne de résonances équi-espacées est créé à partir d'un potentiel effectif parabolique pour les photons dans une structure à cristaux photoniques. L'enveloppe des modes de Bloch est décrite par les fonctions d'Hermite-Gauss.

La génération et la manipulation des peignes de fréquence est désormais possible en photonique intégrée. Cependant, la miniaturisation des cavités, désirable pour profiter d'une plus forte interaction lumière-matière, se heurte à la difficulté de maintenir l'alignement spectral des résonances. Pour cette raison, on n'utilise que les modes d'ordre élevé des résonateurs à symétrie cylindrique (anneaux, tores) dont la taille est par ailleurs imposée par l’intervalle spectral libre choisi.

On démontre ici un peigne de résonances à partir du mode fondamental dans un résonateur ultra-compact à modes stationnaires.  Il est réalisé à partir d'un cristal photonique, créant un potentiel effectif parabolique pour les photons; par conséquent, les résonances sont équi-espacées, à l'instar du modèle quantique d'un oscillateur, et les enveloppes des modes de Bloch sont décrits par les fonctions de Hermite-Gauss. Une analyse statistique sur 68 cavités et environ 300 modes conduit à une estimation du facteur de qualité intrinsèque autour de 1 million, dont la distribution est log-normale. L'écart par rapport à un peigne idéal suit une loi normale et il est donc associé aux erreurs de fabrication. Cet écart est suffisamment petit pour être compensé par des techniques de contrôle thermique. Le seuil calculé pour l'oscillation paramétrique se situe en dessous de 100 microW.

Référence: Comb of high-Q Resonances in a Compact Photonic Cavity

S. Combrié, G. Lehoucq, G. Moille, A. Martin, and A. De Rossi
Laser Photonics Review 2017, 1700099

Contact NanoSaclay: , Thales Research and Technology

 

Maj : 11/12/2017 (168)

 

Retour en haut