La nanophotonique by Hervé Rigneault

By Hervé Rigneault

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21. Un cristal photonique 3D peut se comporter comme un réflecteur parfait omnidirectionnel, dans une bande spectrale finie. Comme illustré sur la figure, il existe une gamme de longueurs d’onde (zone hachurée) pour laquelle la réflectivité est unité et cela pour plusieurs directions de propagation. Le concept de CP3D a été introduit dès 1987 par E. Yablonovitch [YAB 87] et démontré expérimentalement d’abord dans le domaine micro-onde dans un cristal 3D communément désigné sous le vocable « Yablonovite » [YAB 91].

BI De la microphotonique à la nanophotonique 41 Ce sont les ingrédients essentiels qui font des cristaux photoniques les meilleurs candidats pour la production de structures photoniques compactes. Nous avons, dans la section précédente, illustré ce propos avec l’exemple des modes de Bloch lents « délocalisés », propres à la réalisation de structures résonantes compactes. De même, rappelons-le, un miroir de Bragg formé de paires alternées à fort contraste d’indice, offre une réflectivité élevée sur une large bande, moyennant un faible nombre de paires.

Epilogue Après ces quelques pages de rappels et prérequis, le lecteur devrait être prêt à affronter sereinement le monde des cristaux photoniques, dont nous verrons que nombre des ingrédients fondamentaux auront ainsi déjà été évoqués (bandes interdites, résonances, ralentissement des photons). Alors pourquoi diable se préoccuper de structurer périodiquement l’espace en élaborant des cristaux photoniques caractérisés en outre par une forte amplitude de modulation de l’indice optique ? C’est la question essentielle à laquelle nous allons maintenant répondre en détail, sachant que les principaux éléments de réponse se résument en une phrase : les cristaux photoniques nous procurent de nouveaux degrés de liberté pour le contrôle de la cinétique (piégeage, ralentissement, pertes optiques) des photons, notamment en matière de résolutions angulaire, spatiale et spectrale.

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