Broadband Quasi-Phase-Matched Wavelength Converters

Cette thèse propose de nouveaux concepts dans la conversion de fréquence optique à large bande dans les dispositifs à ondes guidées par quasi-accord de phase (QPM). Ces dernières années, la QPM a été appliquée avec succès à l'aide des réseaux de domaines inversés en matériaux non linéaires comme le niobate de lithium, en inversant le signe du deuxième ordre coefficient non linéaire, pour tirer parti le plus fort coefficient non linéaire de la génération seconde harmonique (SHG), la génération fréquence somme (SFG) et la génération fréquence différence (DFG). Toutefois, une structure périodique a un impact négatif de limiter la bande passante. Même si une structure apériodique contribue à augmenter la bande passante, elle apporte des ondulations sur l'efficacité de conversion réduite, ce qui limite des applications. Néanmoins, une modification de la structure basée sur le quasi-accord de phase semble prometteuse pour fournir une large bande passante avec l'efficacité, et l'ondulation voulue. Il a été démontré pour la première fois dans cette thèse que l'utilisation de la technique de l'apodisation des réseaux apériodiques modifiée “apodized step-chirped gratings (ASCG)”, la bande passante d'un doubleur de fréquence, basé sur la SHG en guide d'ondes du niobate de lithium, peut être élargie volontairement et les ondulations peuvent être réduites (< ±0.05dB). Cela signifie également que le dispositif peut être utilisé comme une source sur une large gamme de température. Il a été vérifié que l'utilisation de l'ASCG, la bande passante large (> 50 nm) est suffisamment contrôlable ; et la grande largeur de domaine et les étapes de chirp facilitent la fabrication des dispositifs. Ces dispositifs à large bande peuvent premièrement être utilisés pour la conversion de longueur d'onde variable dans les futurs réseaux optiques. Deuxièmement, ils mènent à l'avenir pour la réalisation de convertisseurs de fréquence à haute efficacité pour les écrans. Toutefois, l'efficacité de la SHG pour un dispositif avec l'ASCG est plus faible que celle du réseau uniforme avec la même longueur.