Contribution à l'étude des effets optiques dans les structures semiconductrices et les diélectriques

Abstract

Afin de bénéficier de la célérité de la lumière, la communauté scientifique à proposé d’utiliser les circuits optiques comme alternative aux circuits électronique où les photons sont utilisées comme porteuses de l’information. Une idée qui vient alors immédiatement à l’esprit afin d’effectuer un traitement du signal purement photonique, consiste à employer l’optique non linéaire. C’est justement dans ce contexte que s’inscrit le travail de recherche de cette thèse, qui aborde par le biais de la modélisation et de la simulation les potentialités des cristaux massifs anisotropes ainsi que les semi conducteurs structurés sous forme cristal photonique 1D et 2D dans les processus du conversion de fréquence tel que la génération de la seconde harmonique (GSH) et l’exaltation de la réponse non linéaire afin d’obtenir des sources cohérentes de rayonnement à des longueurs d’onde où il est difficile, voire impossible d’obtenir de telles sources par des transitions laser. Pour cela des algorithmes numériques ont été développés pour déterminer les conditions d’accord de phase par biréfringence nécessaire à l’obtention des rendements de conversion acceptables dans les cristaux uniaxes et biaxes. Dans ce contexte, Une interface graphique a été développée sous MATLAB permettant la simulation du comportement des conditions réalisant l’accord de phase des cristaux non linéaires et l’évaluation de ces cristaux pour une application désirée en termes de leurs tolérances angulaires, thermiques et spectrales. Pour les semi conducteurs sous forme cristal photonique, les simulations ont montrés la possibilité de réaliser la condition d’accord de phase dans l’arséniure de gallium (GaAs) et le nitrure de gallium (GaN) structurés sous forme CPh 1D pour la GSH avec des facteurs d’exaltation égal à 178.5 et 612.11 respectivement. L’étude concerne les structures périodique 2D a montré la possibilité de la GSH dans les guide W1 à base de L’AsGa.