Microlasers bi-modes et photomélangeurs pour la génération de signaux terahertz – BASTET

L'utilisation des concepts et technologies de la photonique, pour générer des signaux de fréquences millimétriques ou submillimétriques, est une approche prometteuse pour des applications allant des capteurs rf pour la chimie et la biologie au traitement ultra rapide du signal, en passant par
l'astrophysique. Comparés aux solutions à base de composants électroniques, les dispositifs photoniques présentent les avantages suivants : une très grande bande passante, un transport des signaux dans des fibres optiques de très faible atténuation, et des configurations technologiques plus simples.
Pour produire un signal THz par voie optique, une solution bien connue est le photomélange : un composant optoélectronique ultra rapide est pompée par deux faisceaux laser dont la différence de fréquence se situe dans la gamme 0.3'5 THz. Cela nécessite usuellement l'utilisation de deux diodes lasers
accordables dont les longueurs d'onde doivent être rigoureusement contrôlées. Dans ce projet, nous projetons : 1) d'utiliser les propriétés uniques de composants nanophotoniques associant des cristaux photoniques et des empilements multicouches afin de réaliser un microlaser bimode fonctionnant à deux longueurs d'onde proche de 1.55Ym, l'objectif étant de générer le battement THz dans un composant unique, compact et flexible ; 2) de développer des photomélangeurs ultra rapides à 1.55Ym dont l'efficacité de conversion est renforcée par l'utilisation d'une microcavité et dont les propriétés thermiques sont améliorées par le report sur substrat silicium 3) de démontrer la génération de signaux THz en associant ces deux composants. Ces réalisations
ouvrent la voie au développement d'un émetteur THz compact et tout semiconducteur dont les constituants seraient tous deux à base de matériaux de la filière InP, transférés sur un substrat silicium.