Université de Rennes 1 Traitement tout optique du signal à base de composants à cristaux photoniques en matériaux semiconducteurs III-V Optical signal processing with III-V semiconductors photonic crystals cristaux photoniquessemi-conducteurs III-Vnanocavitélumière lentetraitement tout-optique du signal photonic crystalsIII-V semiconductorsnanocavityslow lightoptical signal processing Cristaux photoniques Thèses et écrits académiques Semiconducteurs Thèses et écrits académiques Traitement optique de l'information Thèses et écrits académiques Traitement du signal Thèses et écrits académiques Ces travaux de thèse sont consacrés à l'étude expérimentale de fonctions de traitement optique de signaux, multiplexés en longueur (WDM) ou en temps (OTDM), à base de composants à cristaux photoniques (CPh) en matériaux semi-conducteurs III-V réalisés dans le cadre du projet européen Copernicus. Les propriétés dispersives singulières qu'il est possible d'obtenir dans ces structures ont été étudiées au travers d'effets non linéaires améliorés dans le régime de lumière lente. Ainsi, une étude sur le mélange à quatre ondes a été réalisée avec des applications de conversion de longueur d'onde à haut débit et de démultiplexage temporel. Par ailleurs, de la génération de seconde harmonique a été démontrée avec une efficacité record pour ce type de structure, et appliquée au monitoring de signaux télécoms à 42,5 Gbit/s. Des nanocavités CPh ont été utilisées en tant que filtres extracteurs de longueurs d'onde pour démontrer le démultiplexage d'un signal WDM à 100 Gbit/s. Par la suite, nous avons travaillé sur une plate-forme photonique hybride. L'intégration hétérogène de nanocavités CPh en semi-conducteurs III-V sur des guides silicium nous a permis de réaliser de la commutation optique très rapide appliquée à des fonctions de conversion de longueur d'onde jusqu'à 20 Gbit/s et de limiteur de puissance à 10 Gbit/s. Tous ces résultats sont très prometteurs pour l'intégration photonique avec la micro-électronique et la technologie CMOS. Par le biais de ces travaux, nous montrons que les cristaux photoniques, de par leurs propriétés de confinement et de ralentissement de la lumière, sont des structures particulièrement intéressantes pour la réalisation de fonctions de traitement du signal sur porteuse optique. This thesis is devoted to the experimental study of optical processing functions, of wavelength multiplexed (WDM) or time multiplexed (OTDM) signals, based on III-V semiconductors photonic crystals (PhC) devices produced in the European project Copernicus. The unique dispersive properties that is possible to obtain in such a structure were studied through nonlinear effects enhanced in slow light regime. Thus, a study of four-wave mixing was performed with high bit rate wavelength conversion and time demultiplexing applications. Moreover, second harmonic generation has been demonstrated with record efficiency for such a structure, and applied to 42.5 Gbit/s telecom signals monitoring. PhC nanocavities were used as wavelength drop filter to demonstrate 100 Gbit/s WDM signal demultiplexing. Thereafter, we worked on hybrid photonic platform. The heterogeneous integration of III-V PhC nanocavity on silicon waveguide allowed us to perform very fast optical switching, applied to wavelength conversion up to 20 Gbit/s and power limiting function at 10 Gbit/s. All of these results are very promising for future photonic integration with micro-electronics and CMOS technology. Through this work, we show that PhC, owing to their confinement and slow light properties, are structures particularly interesting to perform optical processing functions. Electronic Thesis or DissertationText fr application/pdf1 : 9450 Kohttp://ecm.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/e84f00c0-e765-42b8-86b5-0a768414b55f Lenglé Kévin 1985-03-20 FR 176247041 27007240 lenglekevin@gmail.com 2013REN1S104 http://www.theses.fr/2013REN1S104 2013-06-19 Physique Université de Rennes 1thesis.degree.grantor_1 02778715X Doctorat non ouiSimonJean-claudeintervenant_1081060467BramerieLaurentintervenant_2088463931 Sciences de la matièreecoleDoctorale_1 139061916 FOTONpartenaireRecherche_1 12866357X Université européenne de BretagnepartenaireRecherche_2 139075119 ddc:530 ddc:620 SimonJean-claudeBramerieLaurentUniversité de Rennes 1Sciences et technologie, médecine, pharmacie, odontologie, droit, économie, gestion, philosophieSciences de la matièreÉcole doctorale Sciences de la matière (Rennes)FOTONUniversité européenne de Bretagne ASCII PDF 9676480