Thèse soutenue

Mesure du déphasage non-linéaire par détection hétérodyne en optique guidée
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Meryem Ibnoussina
Direction : Benoît CluzelAurélien Coillet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 07/11/2022
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur (Besançon ; Dijon ; 2012-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) (Dijon)
Etablissement de préparation : Université de Bourgogne (1970-....)
Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Weeber
Examinateurs / Examinatrices : Benjamin Wetzel, Christelle Monat
Rapporteurs / Rapporteuses : Delphine Marris-Morini, Gilles Renversez

Mots clés

FR  |  
EN

Résumé

FR  |  
EN

La progression rapide de la photonique intégrée ces dernières années a ouvert un large éventail d’applications. L’intégration sur puce des absorbants saturables ou des sources secondaires comme le laser Brillouin, le supercontinuum ou les peignes de fréquence sont quelques exemples. Dans ce contexte, les matériaux présentant une grande non-linéarité optique du troisième ordre sont de plus en plus recherchés, comme le silicium ou les verres de chalcogénure. En effet, ils permettent le développement des fonctionnalités non-linéaires à une basse puissance injectée. Compte tenu du grand potentiel de ces matériaux pour la nanophotonique non-linéaire, il s’avère encore plus important de développer des méthodes de mesure pour déterminer la réponse optique non-linéaire de ces matériaux.À ce jour, parmi les techniques les plus courantes pour mesurer la non-linéarité, on retient la méthode Z-scan, qui est utilisée uniquement pour des matériaux bruts, et la méthode du mélange à quatre ondes (FWM) qui est compatible avec les guides d’ondes, mais requiert un accord de phase et des guides avec très peu de pertes, ce qui nécessite de disposer d’une filière technologique de nanofabrication déjà mature.Nous rapportons dans cette thèse, une méthode interférométrique basée sur la détection hétérodyne pour la mesure de l’indice Kerr des matériaux non-linéaires. Les différentes étapes de la mise en place de la technique et le procédé de traitement de données ont été détaillés dans ce manuscrit. La méthode a été appliquée à des matériaux non-linéaires de différentes compositions comme le nitrure de silicium, les chalcogénures et le silicium-sur-isolant, où certains d’entre eux présentent de l’absorption à deux photons que nous avons mesurée avec cette même technique. L’interféromètre hétérodyne est adapté à des guides d’ondes intégrés, mais aussi à d’autres structures guidantes telles que des fibres macroscopiques ou des microfibres. Cette technique extrêmement sensible permet de mesurer des petits déphasages non-linéaires à des puissances modérées et pour des guides présentant des grandes pertes de propagation. Un tel outil serait utile pour contrôler la non-linéarité et pour participer au développement de nouveaux matériaux pour la photonique intégrée.