Fonctions Optiques pour les Technologies de l’informatiON - CNRS UMR 6082

Cette thèse porte sur les caractérisations linéaire et non-linéaire de microdisques de GaP intégrés sur substrats Si et GaP. Nos mesures de transmission optique dans les bandes SWIR et NIR démontrent que ces structures sont adaptées à l’étude de processus non-linéaires tels que la génération de seconde harmonique (SHG). L’analyse statistique des facteurs de qualité permet d’identifier diverses pertes optiques affectant les microdisques GaP/Si à polarité cristalline aléatoire. Si la contribution principale aux pertes optiques reste la rugosité latérale des disques, une contribution non-négligeable provient de l’absorption par les parois d’antiphases (APBs) générées dans le GaP lorsqu’il est épitaxié sur Si, limitant le facteur de qualité de ces dispositifs à quelques dizaines de milliers. Concernant les expériences d’optique non-linéaire, un processus de SHG basé sur un quasi-accord de phase strict est démontré pour la première fois dans des microdisques GaP/GaP. Nous démontrons ainsi que, malgré les facteurs de qualité modestes de nos structures, l’optimisation des processus non-linéaires dans les microdisques III-V est encore possible via la sélection rigoureuse du processus d’accord de phase. Dans le cas des microdisques GaP/Si présentant une polarité cristalline aléatoire, la réponse non-linéaire montre un comportement prometteur d’up-conversion à haute puissance, même s’il est difficile à ce stade de confirmer le processus en jeu.