Comptes Rendus
Parametric generation of twin photons in vertical triple microcavities
Comptes Rendus. Physique, Volume 8 (2007) no. 10, pp. 1198-1204.

We report the realization of a monolithic vertical-cavity, surface emitting micro-optical parametric conversion nanostructure, triply resonant with the parametric frequencies, allowing parametric oscillation with ultra-low pump power threshold. The photonic phase-space naturally provides triple resonance for the parametric frequencies, together with built-in cavity phase-matching for the pump wave at normal incidence. Parametric oscillation is observed in both the strong and weak exciton–photon coupling regime, allowing a high operating temperature. Signal and idler beams can be collected at 0° or at finite angles. The OPO threshold is low enough to envisage the realization of an all-semiconductor electrically-pumped micro-parametric oscillator.

Nous présentons la réalisation d'une nanostructure pour la conversion paramétrique optique, triplement résonante avec les fréquences paramétriques, au sein d'une microcavité verticale émettant par la surface. Cette structure permet d'atteindre un régime d'oscillation paramétrique pour une puissance de pompe très faible. L'espace des phases pour les photons fournit naturellement une résonance triple pour les fréquences paramétriques, ainsi qu'un accord de phase pour un faisceau pompe sous incidence normale. L'oscillation paramétrique est observée à la fois dans le régime de couplage fort et de couplage faible exciton–photon, ce qui autorise un fonctionnement à haute température. Les faisceaux « signal » et « complémentaire » peuvent être collectés à 0° ou à un angle fini. Le seuil OPO est suffisamment faible pour envisager la réalisation d'un micro-oscillateur paramétrique optique injecté électriquement.

Published online:
DOI: 10.1016/j.crhy.2007.09.009
Keywords: Optical parametric oscillation, Semiconductors, Microcavity, Twin photons
Mot clés : Oscillation paramétrique optique, Semiconducteurs, Microcavité, Photons jumeaux

Carole Diederichs 1; David Taj 1; Thimothée Lecomte 1; Crisitiano Ciuti 1; Philippe Roussignol 1; Claude Delalande 1; Aristide Lemaître 2; Ludovic Largeau 2; Olivia Mauguin 2; Jacqueline Bloch 2; Charles Leyder 3; Alberto Bramati 3; Elisabeth Giacobino 3; Jérôme Tignon 1

1 Laboratoire Pierre-Aigrain, École normale supérieure, 24, rue Lhomond, 75005 Paris, France
2 LPN–CNRS, Route de Nozay, 91460 Marcoussis, France
3 Laboratoire Kastler-Brossel, Université Paris 6, École normale supérieure, 75005, France
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