Optique quantique et dynamique de spin dans les microcavités semi-conductrices

Quantum optics and spin dynamics in semiconductor microcavities

• Auteur / Autrice : Charles Leyder
• Direction : Elisabeth Giacobino
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique quantique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microcavités

Mots clés libres

Microcavités semi-conductrices

Excitons

Régime de couplage fort

Polaritons

Photons jumeaux

Effet hall de spin

Résumé

Ce travail est consacré à l’étude d’effets d’optique quantique et de dynamique de spin dans les microcavités semi-conductrices. La réponse optique de ces dispositifs est décrite en termes de modes mixtes exciton-photon, les polaritons de cavité. Nous avons d’abord effectué une étude théorique et expérimentale d’un mélange à quatre ondes dégénéré, sous excitation résonnante par deux faisceaux pompe se propageant en sens inverse, de même polarisation linéaire. Les états finaux du processus ont une polarisation orthogonale à celle des faisceaux pompes et sont fortement corrélés en intensité. Lorsque les deux faisceaux pompes ont des polarisations croisées, le processus est totalement inhibé. Ce processus permet d’utiliser la microcavité comme une porte logique binaire optique. Nous avons ensuite généré des photons corrélés quantiquement en utilisant un mélange à quatre ondes, sous excitation résonnante par un faisceau pompe, dans une microcavité triple. Enfin, nous avons étudié l’effet Hall optique de spin et mis en évidence la propagation de courants de spin excitonique sur une centaine de microns.