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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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Discussion4. Oscillation paramétrique dégénérée
La configuration de génération des photons jumeaux discutée jusqu'ici présente quelques inconvénients en vue de certaines applications en optique quantique. Tout d'abord, signal et complémentaire sont émis à 0° et peuvent être difficiles à séparer spatialement si l'on désire les coupler individuellement à deux fibres optiques. De plus, certaines applications requièrent que les faisceaux signal et complémentaire émis aient la même intensité. C'est en particulier le cas pour les mesures de bruit quantique présentées plus loin (§ ). Néanmoins, le micro-OPO présenté dans cet article est suffisamment flexible pour autoriser des configurations d'excitation et de détection permettant de résoudre ce type de problème.
Contrairement au processus paramétrique « vertical » discuté précédemment (à savoir tous les faisceaux à 0°), nous discutons maintenant un processus paramétrique « horizontal », élastique, dans lequel les trois faisceaux sont à la même énergie ; la pompe excite la seconde branche à 0° et les faisceaux signal et complémentaire sont émis sur la branche du fondamental à des angles non nuls et opposés. Ce processus est illustré sur la figure a. Pour éviter que le système ne puisse se mettre à osciller comme précédemment avec la branche à haute énergie, le spot laser est intentionnellement déplacé sur un point de l'échantillon tel que les cavités ne soient plus exactement à la même énergie (les trois modes photoniques couplés ne sont donc plus équidistants en énergie). L'émission est mesurée en transmission, en faisant l'image du plan de Fourier (situé à distance focale de la lentille ou de l'objectif collectant l'émission) sur une caméra CCD (figure b). Chaque point dans le plan de Fourier correspond à l'intensité émise dans une direction (kx, ky) ou (θx, θy) donnée.
La figure 7a montre un exemple d'image du plan de Fourier sous de telles conditions d'excitation. On distingue la transmission de pompe transmise au centre de la figure et un anneau correspondant aux états finaux sur la deuxième branche photonique. En première approximation, tous les états finaux sont équiprobables et l'intensité devrait être isotrope sur l'anneau. Or l'expérience...
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Oscillation paramétrique dégénérée
BIBLIOGRAPHIE
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