Méthode non-invasive de détection électro-optique dans l'arséniure de gallium et potentiel d'application au régime du terahertz

L'échantillonage électro-optique est une technique de caractérisation d'impulsions électriques ultra-brèves assez répandue. Ce mémoire propose une technique de détection, basée sur l'échantillonage électro-optique, mais dont l'aspect important est le caractère non-invasif. Cette technique repose sur l'utilisation de lignes microruban fabriquées sur un substrat de GaAs, qui est un matériau électro-optique. Ainsi, le cristal de sonde est directement le substrat, ce qui permet plus de polyvalence. Dans un premier temps, des simulations numériques de la distribution du champ électrique autour des lignes microruban révèlent que le type de détection suggéré gagne en efficacité avec l'utilisation d'un substrat plus mince. Aussi, ces simulations montrent que l'ajout d'un plan de masse fini sur la surface de l'échantillon perturbe le champ électrique uniquement dans un volume rapproché. Ensuite, une étude des propriétés du GaAs en régime quasi-statique montre un effet marqué de la tension appliquée sur la polarisation du faisceau de détection. La contribution de l'effet Franz-Keldysh sur ces mesures est négligeable, donc les modulations vues en fonction de la tension appliquée sont bien dues à un effet électro-optique dans le GaAs. L'analyse des résultats met en évidence une asymétrie prononcée du champ électrique existant entre les deux électrodes d'or déposées sur le substrat. L'influence de la tension appliquée et de la puissance du faisceau de détection est aussi investiguée. La configuration d'un commutateur photoconducteur couplé à une ligne microruban, avec l'ajout d'un plan de masse fini sur la surface du substrat, permet de voir un effet électro-optique quasi-statique. Cependant, le régime impulsionnel n'a pu être observé. Un effet cohérent entre le faisceau d'excitation et le faisceau de détection a toutefois été noté, mais cet effet ne peut être associé à l'effet électro-optique que nous souhaitions mettre à profit. Certaines améliorations sont donc proposées pour accroître le potentiel d'application de cette technique au régime du terahertz