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Detailed view PhD thesis
Université de Bourgogne (04/04/2008), Mme Frédérique de Fornel (Dir.)
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Interaction en champ proche entre une sonde nanométrique et le champ de composants à cristal photonique:
- interaction faible, microscopie spatialement hautement résolue
- interaction forte, contrôle des propriétés du composant.
Loïc Lalouat1

Grâce à l'amélioration des technologies de fabrication, la nanophotonique, et plus particulièrement les cristaux photoniques (structures périodiques à l'échelle de la longueur d'onde) ont connu un fort développement récemment. Dans ce manuscrit, nous utilisons la microscopie en champ proche optique pour étudier de tels composants.
Dans la première partie de ce travail, nous utilisons la sonde locale du microscope pour imager la distribution de la lumière au sein de cavités à cristal photonique réalisées dans un semiconducteur III/V. Nous nous sommes intéressés à expliquer la formation des images optiques en champ proche et à visualiser l'influence de la sonde sur ces images. Ainsi, nous avons pu observer des levées de dégénérescence de mode de cavité et des modes de cavité invisibles en champ lointain. Enfin, pour des cavités à- mode de Bloch, nous avons pu déterminer expérimentalement les courbes de dispersion du cristal photonique.
Dans la seconde partie de ce travail, nous utilisons la sonde locale du microscope pour contrôler les propriétés de nanorésonateur formés à partir de cavité à cristal photonique à faible volume modal et grand facteur de qualité. Nous avons étudié l'interaction entre la sonde et le résonateur d'un point de vue théorique et expérimental. Aussi, nous avons pu montrer la complémentarité d'une mesure en mode interaction et en mode collection. De plus, nous avons proposé des fonctionnalités opto-mécaniques en champ proche optique.
1:  ICB - Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne
Champ proche optique – microcavité – cristal photonique – perturbation – nanophotonique

With the improvement of fabrication techniques, the nanophotonics and more especially the photonics crystals which are periodic structure at the Wavelength scale have been recently developed. In this work, by using a scanning near-field optical microscope, we study such components.
Firslty, we use the local probe to visualize the light distribution inside photonic crystal microcavities etched into semiconductor III/V. We focus us on the explanation of the near-field maps formation and on the probe influence on these maps. Thus, we have visualize degeneracy splitting of optical cavity modes and clearly observed in near-field cavity modes which were not visible in far-field. Moreover, in the case of Bloch mode cavities, we have also experimentally determined the dispersion curves of the photonic crystal.
secondly, we use the local probe to control the nanoresonator properties. The nanoresonators consist in high Q small v photonic crystal cavity. In this case, we study theoretically as well as experimentally the interaction between the local probe and the nanocavity. Thus, we have mapped this interaction in the collection mode as well as in the interaction mode. Moreover, we have proposed some near-field opto-mechanical systems.
Optical near-field – microcavity – photonic crystal – perturbation – nanophotonic

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