Etudes des effets transverses et des structures optiques auto-organisées dans les microrésonateurs à semiconducteurs III-V

Study of transverse mechanisms and self-organized optical structures in III-V semiconductor microresonators

• Auteur / Autrice : Isabelle Ganne
• Direction : Robert Kuszelewicz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique, image et signal
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement optique de l'information

Solitons

Semiconducteurs

Résumé

Ce travail de thèse porte sur l'étude expérimentale des phénomènes d'auto organisation optique, en vue du traitement tout optique de l'information. Il a été réalisé sur des microrésonateurs AlGaAs massifs ou à puits quantiques. De liante finesse et de bonne uniformité d'épaisseur, constituant des systèmes à nombre de Fresnel élevé. Dans ce but, un dispositif expérimental a été conçu et réalisé pour l'observation et la caractérisation spatio-temporelle des structures inhomogènes (ondes de commutation) et auto-organisées (motifs périodiques et états localisés). Les effets transverses, tels que la diffusion des porteurs et la diffraction de la lumière, et leurs rôles respectifs ont été mis en évidence par la création, l'observation et la caractérisation des ondes de commutation. . .

The present thesis reports on the experimental study of optical self-organization and related phenomena, for all optical information processing. It was carried out on AlGaAs bulk or multi-quantum well high Fresnel number microresonators, with high finesse and excellent thickness uniformity. An experimental setup has been designed and realized for the observation and the spatio-temporal analysis of inhomogeneous structures (switching waves) and self-organized structures (periodic patterns and localized states). Switching waves were observed for the first time in fast materials and intensely studied. The respective roles of the transverse effects involved, carrier diffusion and light diffraction, were established. The interaction of transverse effects and dispersive nonlinearities lead to the first experimental observation of periodic patterns, consisting of rolls, rhombs and hexagons. Their existence witnesses the presence of a modulational instability of the low excitation optical response. The purely dispersive nonlinearity does not allow the stabilization of localized states. However, in a stronger nonlinear absorptive regime, stable, dark in reflexion and 10 p. M diameter localized states appear spontaneously. Because of the solitonic character of these properties, these localized states can be considered as the precursors of the cavity solitons, that have been predicted theoretically, in such systems.