Étude expérimentale de cristaux photoniques bi-dimensionnels

Les matériaux à bande interdite de photons (BIPs) ou cristaux photoniques, sont des structures, généralement artificielles, dont l'indice diélectrique varie périodiquement. Lorsque le contraste d'indice est fort, on prédit théoriquement qu'elles doivent empêcher la propagation de la lumière dans toutes les directions en créant des plages spectrales (les bandes interdites) à densité d'état de photons nulle. Nous avons étudié le comportement optique de cristaux photoniques bidimensionnels gravés dans des hétérostructures semiconductrices guidantes. L'originalité consiste à utiliser la photoluminescence de boîtes ou puits quantiques comme source lumineuse interne. Cette technique a permis d'effectuer une caractérisation complète de ces objets en mesurant quantitativement les coefficients de transmission et de réflexion ainsi que les propriétés de diffraction. Aux zones de faible transmission correspondent de forts coefficients de réflexion ou de diffraction, ce qui indique que l'onde reste guidée lors de l'interaction avec les cristaux et confirme leur fort potentiel pour l'optique intégrée. Nous avons utilisé ces réflecteurs pour réaliser des cavités, d'abord unidimensionnelles, qui montrent une bonne finesse en transmission, confirmant que les pertes hors du plan du guide sont faibles. Nous avons ensuite étudié des cavités tridimensionnelles de faible volume ($\sim 5~\mu$m3), sondées cette fois-ci à l'aide d'émetteurs internes à la cavité. L'apparition de pics étroits montre que l'effet de confinement est important et laisse présager de réelles potentialités de modification de l'émission spontanée