Quasi-accord de phase en optique intégrée
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n,(o) = n(20) cos@ ce qui permet encore une fois d'avoir une plage d'accord de phase très
étendue. Une conception adaptée du guide [38], ou une combinaison avec les techniques de
quasi-accord de phase [39], permet de garder 0 petit ce qui maximise le recouvrement et la
longueur d'interaction. Les meilleurs résultats obtenus dans cette configuration sont rapportés
par K. Yamamoto [40], qui a obtenu 1,6 mW dans le bleu, à partir de 100 mW d'infrarouge
couplé dans le guide. Bien que la distribution du champ harmonique soit quelque peu
inusuelle, cette configuration peut s'avérer utile pour certaines applications en raison de ses
propriétés d'accord de phase automatique.
3.3 Quasi-accord de phase dans les guides d'onde
Le quasi-accord de phase 2 est de nos jours, une des configurations les plus utilisées pour les
interactions à trois ondes dans les matériaux massifs. Historiquement, elle a d'abord été
utilisée en optique intégrée, configuration qui permet de n'inverser que de très petits volumes.
De plus, les techniques d'inversion périodique basées sur un gradient de composition et
un traitement thermique peuvent également créer le guide d'onde [41]. Le principal avantage
du quasi-accord de phase est qu'en ajustant la périodicité, il permet d'obtenir, à température
ambiante, une interaction efficace entre n'importe quel triplet de longueur d'onde situé dans la
plage de transparence du matériau et vérifiant la relation de conservation de l'énergie.
Cette configuration est particulièrement intéressante dans les matériaux ferroélectriques
où la périodicité du $(*) est obtenue en inversant périodiquement la polarisation du cristal.
Depuis 1993, on a mené de nombreuses études pour parvenir à contrôler ce processus et
aujourd'hui de nombreuses techniques ont été adaptées au LiNbO,, au LiTaO,, au KTP et au
RTA [42, 43, 44,45,46, 47, 481. Dans cette configuration, les guides d'onde introduisent les
mêmes avantages et les mêmes exigences supplémentaires que dans le cas de l'accord de
phase parfait, et les résultats obtenus en fluorescence paramétrique vont nous permettre
d'illustrer leurs possibilités.
3.3.1 Influence des paramètres du guide
La fluorescence paramétrique est obtenue en injectant seulement le faisceau pompe dans le
guide. Si sa longueur d'onde est adaptée, elle se couple non linéairement avec les fluctuations
du vide, et l'on observe deux ondes de fréquence plus basse, appelées signal et
complémentaire (idler) qui vérifient les relations de conservation de l'énergie et de l'impulsion
(accord de phase). Comme l'accord de phase parfait, le quasi-accord de phase peut être obtenu
entre des modes guidés uniquement ou faire intervenir des modes rayonnés. La figure 3.13
présente un moyen de résoudre graphiquement les équations de conservation dans le cas où la
pompe et le signal sont guidés, et où la plus grande longueur d'onde, l'idler est soit guidée soit
rayonnée. Quand tous les modes sont guidés, il est possible de tracer une courbe d'accord de
phase où les couples signal et idler sont reportés en fonction de la longueur d'onde de pompe.
Les simulations numériques montrent que bien que les modifications d'indice introduites
par la fabrication des guides soient généralement faibles (I à 2%), leur influence sur les
courbes d'accord de phase est très importante (figure 3.14). Une analyse détaillée révèle qu'il
en est de même pour tous les autres paramètres permettant de définir le profil d'indice, sa
forme (figure 3.15), sa profondeur (figure 3.16) et sa largeur (figure 3.17). Cette sensibilité est
tellement grande que la détermination expérimentale de la courbe d'accord de phase est un
moyen extrêmement précis de déterminer le profil d'indice du guide.
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n,(o) = n(20) cos@ ce qui permet encore une fois d'avoir une plage d'accord de phase très
étendue. Une conception adaptée du guide [38], ou une combinaison avec les techniques de
quasi-accord de phase [39], permet de garder 0 petit ce qui maximise le recouvrement et la
longueur d'interaction. Les meilleurs résultats obtenus dans cette configuration sont rapportés
par K. Yamamoto [40], qui a obtenu 1,6 mW dans le bleu, à partir de 100 mW d'infrarouge
couplé dans le guide. Bien que la distribution du champ harmonique soit quelque peu
inusuelle, cette configuration peut s'avérer utile pour certaines applications en raison de ses
propriétés d'accord de phase automatique.
3.3 Quasi-accord de phase dans les guides d'onde
Le quasi-accord de phase 2 est de nos jours, une des configurations les plus utilisées pour les
interactions à trois ondes dans les matériaux massifs. Historiquement, elle a d'abord été
utilisée en optique intégrée, configuration qui permet de n'inverser que de très petits volumes.
De plus, les techniques d'inversion périodique basées sur un gradient de composition et
un traitement thermique peuvent également créer le guide d'onde [41]. Le principal avantage
du quasi-accord de phase est qu'en ajustant la périodicité, il permet d'obtenir, à température
ambiante, une interaction efficace entre n'importe quel triplet de longueur d'onde situé dans la
plage de transparence du matériau et vérifiant la relation de conservation de l'énergie.
Cette configuration est particulièrement intéressante dans les matériaux ferroélectriques
où la périodicité du $(*) est obtenue en inversant périodiquement la polarisation du cristal.
Depuis 1993, on a mené de nombreuses études pour parvenir à contrôler ce processus et
aujourd'hui de nombreuses techniques ont été adaptées au LiNbO,, au LiTaO,, au KTP et au
RTA [42, 43, 44,45,46, 47, 481. Dans cette configuration, les guides d'onde introduisent les
mêmes avantages et les mêmes exigences supplémentaires que dans le cas de l'accord de
phase parfait, et les résultats obtenus en fluorescence paramétrique vont nous permettre
d'illustrer leurs possibilités.
3.3.1 Influence des paramètres du guide
La fluorescence paramétrique est obtenue en injectant seulement le faisceau pompe dans le
guide. Si sa longueur d'onde est adaptée, elle se couple non linéairement avec les fluctuations
du vide, et l'on observe deux ondes de fréquence plus basse, appelées signal et
complémentaire (idler) qui vérifient les relations de conservation de l'énergie et de l'impulsion
(accord de phase). Comme l'accord de phase parfait, le quasi-accord de phase peut être obtenu
entre des modes guidés uniquement ou faire intervenir des modes rayonnés. La figure 3.13
présente un moyen de résoudre graphiquement les équations de conservation dans le cas où la
pompe et le signal sont guidés, et où la plus grande longueur d'onde, l'idler est soit guidée soit
rayonnée. Quand tous les modes sont guidés, il est possible de tracer une courbe d'accord de
phase où les couples signal et idler sont reportés en fonction de la longueur d'onde de pompe.
Les simulations numériques montrent que bien que les modifications d'indice introduites
par la fabrication des guides soient généralement faibles (I à 2%), leur influence sur les
courbes d'accord de phase est très importante (figure 3.14). Une analyse détaillée révèle qu'il
en est de même pour tous les autres paramètres permettant de définir le profil d'indice, sa
forme (figure 3.15), sa profondeur (figure 3.16) et sa largeur (figure 3.17). Cette sensibilité est
tellement grande que la détermination expérimentale de la courbe d'accord de phase est un
moyen extrêmement précis de déterminer le profil d'indice du guide.