Amplification paramétrique et réduction du bruit quantique dans des microcavités semiconductrices
Résumé
We present some results of quantum optics on coherent effects in semiconductor microcavities, made of quantum wells inserted in a Fabry-Pérot cavity. Excitons and photons confinement's allows to reach the strong coupling regime. The new eigenmodes are called polaritons.
Under resonant excitation, one has parametric amplification of polaritons, in which two polaritons pumped scater to two others modes, called signal and idler. In the non-degenerate configuration, we can have bistability, under conditions similar to the ones in the optical parametric oscillators. In the degenerate configuration, the phase coherent four wave mixing is Kerr type. As for the cloud of cold atoms, we observe bistability and squeezing in the vicinity of the turning point under the standard quantum limit. In the strong coupling regime, the squeezed field is a mixed light-matter one. We take into account of transverses effects of polaritons and we have caracterised their properties of spatial coherence.
Under resonant excitation, one has parametric amplification of polaritons, in which two polaritons pumped scater to two others modes, called signal and idler. In the non-degenerate configuration, we can have bistability, under conditions similar to the ones in the optical parametric oscillators. In the degenerate configuration, the phase coherent four wave mixing is Kerr type. As for the cloud of cold atoms, we observe bistability and squeezing in the vicinity of the turning point under the standard quantum limit. In the strong coupling regime, the squeezed field is a mixed light-matter one. We take into account of transverses effects of polaritons and we have caracterised their properties of spatial coherence.
Cette thèse présente des résultats d'optique quantique sur des effets cohérents dans des microcavités semi-conductrices, constituée d'un puits quantique placé dans une cavité Fabry-Pérot résonante. Le confinement des excitons et des photons permet d'atteindre le régime de couplage fort.
Sous excitation résonante, on obtient de l'amplification paramétrique des polaritons, les modes propres du système. Dans la configuration non dégénérée, on met en évidence un régime de bistabilité, sous des conditions analogues à celles dans les OPO. Dans la configuration dégénérée, le mélange à quatre ondes cohérent en phase est de type Kerr. Comme pour les atomes froids, on observe de la bistabilité et la réduction du bruit en dessous de la limite quantique standard. En régime de couplage fort, le champ comprimé est de nature mixte rayonnement-matière. On prend en compte des effets transverses qui modifient l'extension spatiale des polaritons, dont on caractérisé les propriétés de cohérence spatiale.
Sous excitation résonante, on obtient de l'amplification paramétrique des polaritons, les modes propres du système. Dans la configuration non dégénérée, on met en évidence un régime de bistabilité, sous des conditions analogues à celles dans les OPO. Dans la configuration dégénérée, le mélange à quatre ondes cohérent en phase est de type Kerr. Comme pour les atomes froids, on observe de la bistabilité et la réduction du bruit en dessous de la limite quantique standard. En régime de couplage fort, le champ comprimé est de nature mixte rayonnement-matière. On prend en compte des effets transverses qui modifient l'extension spatiale des polaritons, dont on caractérisé les propriétés de cohérence spatiale.