Étude des effets de la non-linéarité et des défauts sur la transmission de la lumière dans les cristaux photoniques unidimensionnels

Abstract

Il est bien connu qu’il est possible d’avoir un mode de défaut localisé ou un état de photons à une fréquence particulière à l’intérieur de la bande interdite photonique en introduisant une couche de défaut appropriée dans le cristal photonique ou en retirant une seule couche de la structure. Nous avons étudié dans cette thèse l’effet de la non-linéarité de Kerr sur les propriétés de transmission de cristaux photoniques unidimensionnels (1D) sans défaut. Un phénomène très important et intéressant est observé lorsqu’une non-linéarité de défocalisation très faible est appliquée à un cristal photonique 1D parfait (sans défaut). Nous avons trouvé la présence d’un mode de type défaut (un seul pic de transmission de résonance) dans la bande interdite photonique avec une transmission totale. Cela signifie qu’une faible interaction non linéaire négative agit comme un défaut introduit dans un cristal photonique parfait 1D. C’est un résultat très intéressant. On peut choisir un matériau non linéaire approprié pour avoir un mode de type défaut sans introduire de défaut dans un cristal photonique. Avec la présence de ce pic résonant en transmission, la structure peut être utilisée comme filtre de transmission à bande étroite. Nous avons démontré numériquement que l’intensité de ce pic résonant dépend de la force de non-linéarité, de l’indice de réfraction (nature du matériau) et du nombre de couches alors que sa position ne dépend que de l’angle d’incidence et de l’indice de réfraction. Une transmission totale du mode de type défaut est observée pour une force critique de non-linéarité qui dépend elle-même de l’indice de réfraction n. En augmentant l’intensité de la non-linéarité, le nombre de périodes N du cristal photonique ou l’indice de réfraction n, on obtient un double mode de type défaut conduisant à une conception possible d’un filtre ajustable multicanal à transmission en bande étroite.