Multimodal one-dimensional photonic crystal cavities

Cavités unidimensionnelles multimodales à cristal photonique La recherche en photonique intégrée concentre ses efforts sur le développement de dispositifs miniaturisés et efficaces pour des applications dans les domaines de l'information quantique, de la métrologie et de la médecine. Dans ce contexte,les cavités à cristaux photoniques occupent une position importante dans l'intégration de structures photoniques ayant taille réduite et propriétés spectrales adaptables. Ces dernières années, une attention particulière a été accordée aux cavités à cristaux photoniques constituées de matériaux semiconducteurs III-V,car leurs propriétés non linéaires sont un atout pour le développement d'états cohérents de la lumière par interactions non linéaires dans les circuits complexes.Dans cette thèse, nous présentons la conception, la fabrication et la caractérisation expérimentale de cavités à cristaux photoniques unidimensionnelles intégrées ensilicium-sur-isolant (SOI en anglais). Tout d'abord, nous détaillons la conception de nos cavités qui est basée sur le confinement doux (gentle confinement) du champ.Nous montrons que notre technique de conception permet de concevoir des cavités à cristaux photoniques multimodales et monomodales fonctionnant à la fenêtre telecom. La technique de conception introduite est polyvalente et facilement adaptable pour concevoir des cavités de différents matériaux, comme l'InGaP, le Siou l'InP. Ensuite, nous détaillons la fabrication de structures photoniques III-V intégrées de manière hétérogène sur SOI. Depuis le collage des deux niveaux jusqu'au dispositif final, le processus de fabrication est décrit et les principaux défis rencontrés sont commentés. La fabrication de cavités en silicium est également décrite.La caractérisation expérimentale des cavités est réalisée en mesurant la transmission des échantillons. Nous présentons comment adapter les propriétés spectrales des cavités par une variation nanométrique de leurs paramètres géométriques, et commentons certaines particularités du couplage multimodal.