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L'oscillateur paramétrique optique, ce « petit frère » du laser, essentiellement réservé à la recherche fondamentale à cause de la taille et de la complexité des dispositifs de laboratoire impliqués, possède des applications potentielles importantes notamment en optique quantique. Sa récente déclinaison sous forme de nanostructure de semiconducteurs, à l'aide d'un système de microcavité triple verticale pourrait par exemple permettre de développer des systèmes de cryptographie quantique.
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5. Discussion
Développer un micro-oscillateur paramétrique optique tout intégré est un objectif majeur de la recherche dans le domaine de l'optique non linéaire et des nanostructures. Nous discutons ici quelques spécificités du micro-OPO présenté dans cet article avant d'aborder quelques perspectives. Le micro-OPO à cavité triple n'est pas accordable, contrairement aux OPO classiques. Son intérêt est donc uniquement réservé à la génération de photons, ou de faisceaux jumeaux en vue d'applications spécifiques. Néanmoins, il a le mérite de permettre un régime OPO dans une nanostructure de taille bien plus réduite que ses prédécesseurs. Plusieurs spécificités peuvent être invoquées par rapport à l'état de l'art :
-
la structuration de l'espace des phases photonique permet d'obtenir une résonance triple de façon pratique (et donc de baisser le seuil) ;
-
il n'y a plus de problème d'accord de phase selon l'axe de croissance (le vecteur d'onde selon cet axe est quantifié) ;
-
la non-linéarité utilisée est du troisième ordre (donc a priori plus faible que celles du 2e ordre souvent mises à profit), mais résonnante (les transitions se font au voisinage des transitions excitoniques ou électron-trou).
Les mesures spectrales et d'intensité ont permis de démontrer le caractère d'oscillation paramétrique de l'émission des microcavités triples. Les photons émis par un OPO sont jumeaux et corrélés. Néanmoins, une démonstration complète en termes de statistique de l'émission, ainsi que l'utilisation du micro-OPO pour des applications à l'optique quantique requièrent des expériences dont la description sort du cadre de cet article. Un tel système peut être utilisé pour l'émission de photons jumeaux sous le seuil paramétrique. Dans ce régime, le nombre de photons paramétriques émis est faible et peut être masqué par l'émission incohérente, ou par la diffusion Rayleigh. Ce régime est accessible par des expériences de comptage de photons dans lesquelles les photons émis sont comptés individuellement et le caractère jumeau testé par la simultanéité de la détection des paires.
Le même système peut être utilisé au-delà du seuil d'oscillation paramétrique (comme cela se fait avec les OPO classiques), dans un régime...
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BIBLIOGRAPHIE
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