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Tamis à photons métallo-diélectriques hyper-fins


Exaltation du doublage de fréquence (1550nm → 775nm) à travers des tamis à photons métallo-diélectriques hyper-fins

La combinaison des métamatériaux à transmission exaltée (tamis à photons) et d’un matériau ayant des propriétés non-linéaires remarquables tel que le niobate de lithium a permis de concevoir une configuration originale d’un doubleur de fréquence 26 fois plus efficace que le matériau bulk d’origine. L’épaisseur de la couche active (où a lieu la conversion de fréquence) est de l’ordre de λ/13 permettant de s’affranchir de la condition d’accord de phase. La structure a été conçue à travers d’intenses simulations numériques (codes FDTD développés par l’équipe) puis fabriquée à la centrale technologique MIMENTO et caractérisée optiquement au sein de FEMTO-ST. Elle exploite l’exaltation de l’effet de lumière lente dans des ouvertures coaxiales excitées à leur fréquence de coupure afin d’exalter l’interaction matière-rayonnement entre le mode lumineux guidé dans ces ouvertures et le niobate de lithium qui s’y trouve. Une démonstration expérimentale de l’exaltation, d’un facteur 26, de la génération du second harmonique a été obtenue et confirme les prédictions théoriques.


Figure 1_descriptif partie 4

Images MEB de la structure en niobate de lithium (tubes) avant métallisation

Figure 2_descriptif partie 4

Comparaison théorie-expérience du facteur d'exaltation obtenu sur la génération du second harmonique