, Un système nFPc-2D est composé de plusieurs résonateurs nFP de dimensions finies réparties sur un espace périodique dans les deux dimensions. Cette définition géométrique très ouverte vient du fait que le couplage entre plusieurs nFP sous-couplés

P. Bouchon, Optics Letters, vol.37, issue.6, pp.1038-1040, 2012.

G. Lévêque, Tunable composite nanoparticle for plasmonics, vol.31, pp.2750-2752, 2006.

J. Hao, High performance optical absorber based on a plasmonic metamaterial, Applied Physics Letters, vol.96, p.251104, 2010.

M. Makhsiyan, Conclusion Ce travail m'a permis de démontrer l'intérêt de la détection infrarouge par absorption à deux photons au travers de l'étude d'une première génération de diodes nanostructurées présentée dans le chapitre 4. En effet, j'ai pu détecter au travers de ces diodes un flux signal infrarouge à 3, 6 µm à température ambiante avec un RSB de 20 à température ambiante, Applied Physics Letters, vol.107, p.251103, 2015.

, Deux causes principales limitent cette puissance équivalente au bruit : la faible valeur du gain sur le NDTPA et le bruit du courant généré par PASRH. La solution la plus simple pour baisser la puissance équivalente au bruit, et donc s'approcher de la détection des faibles flux optiques, est d'augmenter le gain sur le NDTPA induit par la nanostructure. J'ai donc étudié, dans le chapitre 5, des diodes nanostructurées bi-résonantes permettant d'atteindre des gains sur le NDTA supérieurs à 1500 dans les conditions expérimentales. Ainsi, en supposant le niveau de bruit principalement dû au PASRH équivalent, la puissance crête équivalente au bruit devrait être de l'ordre de quelques mW. Les lasers en régime continu émettent une puissance de cet ordre de grandeur dans la bande II de l'infrarouge (3 ? 5 µm), nous devrions donc être en mesure de les détecter. De plus, j'ai optimisé les nanostructures de seconde génération en maximisant une nouvelle figure de mérite

, Une première solution simple mais peu satisfaisante intellectuellement consiste à diminuer la température de fonctionnement. En effet, comme l'effet SRH standard, le PASRH est dépendant de la température et j'ai montré sa disparition pour des températures de 80 K (voir figure 2.6). La température de fonctionnement idéale reste à déterminer mais l'on peut penser que l'utilisation de systèmes Peltier suffirait à diminuer drastiquement le photocourant généré par PASRH. Une seconde idée consiste à maximiser la génération du NDTPA sur celui du PASRH en jouant sur le régime temporel de la source de pompe. En effet, notre expérience a montré que le PASRH ne dépend pas, à puissance moyenne donnée, du régime temporel des faisceaux (voir figure 2.7) alors que le Conclusion NDTPA, qui dépend de la densité de photons, y est très sensible. Ainsi, l'utilisation d'une pompe en régime impulsionel permettra d'améliorer le ratio photocourant NDTPA sur photocourant PASRH, Une autre voie pour améliorer la détectivité des diodes et de diminuer le photocourant PASRH porteur d'un fort bruit de courant. J'ai présenté une étude du PASRH

, L'orientation à donner à la filière de la détection infrarouge par NDTPA au sein de notre équipe est soumise à court terme aux résultats des diodes de seconde génération. Cependant, j'ai relevé plusieurs points qu'il me semble important d'étudier

, Une étude approfondie du PASRH est actuellement en cours de préparation et sera menée en partie par

, Les diodes nues pourront être placées dans un cryostat et illuminées par une source accordable (un supercontinuum filtré par un monochromateur, par exemple). Il sera ainsi possible de comparer le PASRH entre les deux matériaux afin d'avoir un choix raisonné sur le semiconducteur à employer, Nous pourrons aussi déterminer la température à

, Cela nous permettra de déterminer si les configurations extrêmement dégénérées (les photons pompes sont d'énergie proche de l'énergie de gap E p ? 0.9E g ) sont envisageables dans notre configuration, Cette étude déterminera donc si les jonctions PIN reportées que nous utilisons nous permettent d'envisager la

, Si l'étude de ce manuscrit s'est concentrée sur les homo-jonctions PIN, ce ne sont pas les seuls candidats pour la détection par NDTPA. En effet, nous pouvons imaginer des jonctions plus complexes comprenant une ou plusieurs barrières de diffusion comme celles mises en place par M. Verdun dans sa thèse 4 . Plusieurs travaux ont également prédit de grands coefficients d'absorption à deux photons non, A plus long terme, il me semble primordial d'analyser deux éléments sur lesquels je n'ai pas eu le temps de travailler : la nature du matériau actif et la gestion de la pompe

, Finalement, la dernière évolution dont je parlerai dans ces perspectives concerne la gestion de la pompe

, Cependant, dans une visée applicative, il est souhaitable de miniaturiser la pompe et de l'associer directement à la photodiode de sorte à obtenir, in fine, une architecture globale aussi proche que possible des matrices de détecteurs actuels. A ce titre, nous pourrions imaginer fabriquer des photodiodes avec une illumination pompe en face arrière. Ces diodes présenteraient une nanostructure sur la face supé-rieure pour la résonance en signal et une nanostructure, En effet, toutes les architectures présentées jusqu'ici utilisent une pompe externe massive qui éclaire l'échan-tillon en face avant

, Cela aurait de nombreux avantage parmi lesquels : un relâchement de contrainte sur la nanostructure supérieure, une simplification notable de l'illumination due à la suppression des problèmes de chromatisme de l'optique de focalisation et surtout la possibilité de fabriquer une source de pompe micrométrique, solidaire des photodiodes sous la forme, par exemple, de diodes électro-luminescentes. Cette idée, bien que technologiquement complexe

, La dernière partie de ce manuscrit a été consacrée à l'étude des résonateurs nano Fabry-Perot couplés (nFPc) que j'ai identifiés lors de la conception des diodes de seconde génération. J'ai étudié cette réso-nance sur un système théorique simple bi-sillon et en ai tiré un modèle analytique basé sur ceux des nano

. Fabry-perot, nFP) sillons classiques et prenant en compte le couplage entre les cavités. J'ai ensuite étudié la possibilité de combiner plusieurs nFPc dans des structures tri et quadri-sillons et même la combinaison de nano Fabry-Perot couplés (nFPc) et de nano Fabry

M. Verdun, « Photodétecteurs InGaAs Nanostructurés pour l'Imagerie Infrarouge, 2016.

H. S. Pattanaik, Enhancement of Two-Photon Absorption in Quantum Wells for Extremely Nondegenerate Photon Pairs

, Les nFPc sillons possèdent la majorité des propriétés des nFP sillons classiques mais présentent un grand facteur de qualité, piloté par la largeur des sillons, qui peut atteindre des valeurs supérieures à 100. De plus, les facteurs d'aspect plus faibles des sillons du nFPc comparés à ceux des nFP simplifient grandement leur fabrication. Ainsi, nous pouvons imaginer l'utilisation des nFPc dans tous les domaines où les nFP ont été utilisés mais où le facteur de qualité limité avait posé problème. Les nFPc sont donc prometteurs pour de nombreuses applications parmi lesquelles l'émission thermique 6 , la détection infrarouge 7 ou le biosensing 8 . Cependant, la fabrication de sillons de profondeurs différentes, Conclusion passe-bande aux flancs raides, vol.52, pp.1-14, 2016.

, L'accord entre les mesures des spectres de réflectivité dans différentes configurations et les simulations est excellent et confirme les hauts facteurs de qualité prévu par la théorie, l'accordabilité de la résonance et la possibilité de combiner des nFPc. La grande simplicité de fabrication de cette architecture ruban permettra, je pense, une dissémination des résonateurs nFPc au sein de la communauté. Finalement, j'ai conclu mon étude des nFPc par une démonstration expérimentale des nFPc-2D. J'ai démontré, sur des systèmes simples, que la répartition des résonateurs dans la période permet d'obtenir des gabarits spectraux variés : spectre identique dans les deux directions de polarisation, longueur d'onde de résonance dépendant de la polarisation et combinaison de plusieurs résonances. Je n'ai cependant travaillé, dans cette étude du nFPc-2D, que sur quelques structures simples. De la même manière que ce qui a été fait dans la littérature pour les structures nFP classiques, nous pouvons imaginer des nFPc-2D bien plus astucieux. Les miroirs de cavité peuvent par exemple avoir des formes différentes : des rectangles pour, J'ai alors démontré que l'équivalence qui existe entre les nFP sillon et nFP ruban se retrouve dans le cadre des nFPc. Ainsi, j'ai pu mener une démonstration expérimentale des nFPc sur des architectures bi et tri-rubans, p.10

, En effet, si le système bi-sillon est bien modélisé, l'évolution du couplage dans les configurations plus complexes n'est que partiellement comprise. De plus, la théorie des structures rubans reste encore à écrire. Un deuxième point d'étude est celui du dimensionnement pour d'autres gammes spectrales. Les deux architectures sont a priori compatibles à toutes longueurs d'ondes mais les dimensions géométriques peuvent devenir problématiques. Finalement, la dernière étude à mener est plus applicative. Le haut facteur de qualité, couplé à un retour à une absorption quasi-nulle, voire des disques 11 . De même, la génération d'architectures combinant nFPc et nFP, similaires à ceux vus pour les nFPc sillons, est aussi envisageable

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