Optique Quantique

Microcavités semiconductrices

 J.P. Karr, A. Baas, G. Messin, H. Eleuch, J.M. Courty, Elisabeth Giacobino

Présentation



Dans les microcavités semi-conductrices à puits quantiques il est possible d’atteindre le régime de couplage fort entre le mode résonant de la microcavité et les excitons du puits quantique. Les résonances optiques sont alors dédoublées, ce qui s’interprète en termes de modes mixtes exciton-photon appelés polaritons de cavité.

L’étude du bruit en régime d’excitation résonante par un laser permet d’apporter des informations nouvelles sur la dynamique de ces systèmes :
- lorsque la densité d’excitation est faible, on observe un excès de bruit provenant de la photoluminescence quasi-résonante. L’étude du bruit permet de remonter à l’intensité émise [1].
-  à plus forte densité d’excitation, on observe un comportement non linéaire provenant des interactions entre excitons. L’étude du bruit a permis de mettre en évidence un nouveau mécanisme non linéaire de mélange à quatre ondes dégénéré de polaritons et de démontrer la cohérence de ce mécanisme [2].

Les fortes non-linéarités optiques des polaritons peuvent également être exploitées pour obtenir une réduction du bruit quantique. Une nouvelle configuration, où l’angle d’incidence est choisi de façon à satisfaire « l’accord de phase » pour le mélange à quatre ondes non dégénéré de polaritons, est envisagée à court terme. Dans cette géométrie, la microcavité émet deux faisceaux lumineux présentant des corrélations quantiques.

Références

[1] G. Messin, Luminescence, bruit et effets non linéaires dans les microcavités semiconductrices , thèse de l'Université Pierre et Marie Curie (2000).

[2] G. Messin, J.P. Karr, A. Baas, G. Khitrova, R. Houdré, R.P. Stanley, U. Oesterle et E. Giacobino, Parametric Polariton Amplification in semiconductor microcavities, Phys. Rev. Lett. 87, 127403 (2001).

Collaborations


R. Houdré, R.P. Stanley et U. Oesterle,
Institut de Micro et Optoélectronique, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse

G. Khitrova,
Optical Sciences Center, University of Arizona, Tucson, USA