Avancées dans les résonateurs Bragg circulaires avec des points quantiques

Ce document donne des infos supplémentaires sur le taf fait sur les résonateurs Bragg circulaires (CBRs) et les mesures qui y sont liées. Le focus, c'est comment améliorer ces structures pour qu'elles marchent mieux avec des sources de lumière comme les Points Quantiques (QDs) après leur fabrication.

#Mesures du Facteur de qualité

En fabriquant des CBRs, on observe comment la lumière se comporte dans ces structures. Le facteur de qualité, c'est un chiffre qui nous dit à quel point le CBR peut garder la lumière. On peut trouver ce chiffre en regardant des positions spécifiques où le mode de lumière apparaît dans le CBR après plusieurs gravures. On a remarqué que le facteur de qualité change un peu quand on augmente le nombre de cycles de gravure. Les résultats montrent que le facteur de qualité diminue avec plus de gravure, ce qui correspond à nos calculs précédents. On a comparé nos résultats mesurés avec ce qu'on attendait des simulations. Le processus de gravure a enlevé environ 1,5 nm de matériau par cycle dans nos modèles, alors qu'en pratique, c'était plutôt autour de 0,9 nm.

#Mesures Résolues en Polarisation

Quand la lumière frappe le CBR, elle peut se comporter différemment selon sa polarisation, c'est-à-dire comment les ondes lumineuses sont alignées. On a mesuré la lumière qui se réfléchit sur le CBR et noté comment elle était polarisée. Pour la plupart des QDs qu'on a étudiés, on a vu un haut degré de polarisation, montrant que la lumière émise était surtout d'un type de polarisation.

On a aussi remarqué qu'il y a des petites différences dans les modes de lumière selon qu'ils soient horizontaux ou verticaux, mais ces différences étaient assez petites pour ne pas avoir un gros impact sur la lumière émise par les QDs.

#Effets de la Condensation de Gaz

À basse température, on s'attendait à ce que les modes du CBR se déplacent d'une certaine manière, mais les résultats étaient différents de ce qu'on avait prévu. Au lieu du déplacement attendu, on a vu un plus petit déplacement de la position des modes. Ça était probablement dû à la présence de gaz qui se condensent sur la surface du CBR. Quand on a nettoyé le système et répété les mesures, les résultats étaient mieux alignés avec nos attentes. On a aussi noté que de la contamination apparaissait sur la surface des CBRs à basse température, et ça pouvait être enlevé en réchauffant l'échantillon.

#Données d'Auto-Corrélation

On a collecté des données sur la fréquence de certains événements lumineux dans le temps pour les QDs. Ces mesures aident à comprendre le comportement de clignotement des QDs, qui se produit quand les sources de lumière s'allument et s'éteignent rapidement. Le setup utilisé pour rassembler ces données a permis d'examiner certains motifs d'émission de lumière.

#Détails de Simulation

On a utilisé des simulations informatiques pour prédire comment les CBRs se comporteraient avec la lumière. Les simulations regardaient des facteurs comme la taille et la structure des CBRs pour comprendre comment ils réfléchiraient la lumière. Les simulations nous ont aussi aidés à estimer la quantité de lumière qui serait perdue en passant des QDs à travers le CBR.

#Processus de Fabrication des Échantillons

Les QDs utilisés dans notre étude ont été créés en utilisant un processus spécifique appelé épitaxie par faisceau moléculaire. Ce processus impliquait de faire croître des couches de matériaux de manière contrôlée. Après que les QDs furent fabriqués, on les a gravés et traités pour former les CBRs. On a utilisé différentes techniques, comme tremper les échantillons dans des solutions chimiques, pour créer les structures désirées.

Les étapes finales incluaient l'application de couches qui aideraient à réfléchir la lumière et à mesurer les positions exactes des QDs. On a utilisé des techniques d'imagerie avancées pour voir où se trouvaient les QDs sur l'échantillon.

#Techniques de Caractérisation Optique

Pour vraiment comprendre comment les QDs et les CBRs fonctionnaient ensemble, on a utilisé diverses techniques optiques pour mesurer leurs propriétés. Ça incluait de faire briller des lasers de différentes couleurs sur les QDs pour voir comment ils émettaient de la lumière. On a mesuré la lumière venant de ces QDs à l'aide d'équipements spécialisés conçus pour fonctionner à très basse température.

Ces mesures ont aidé à révéler des infos importantes sur la manière dont la lumière interagissait avec les CBRs. Par exemple, on a observé comment la lumière de différentes polarisation se comportait quand elle se réfléchissait sur les QBs.

#Mesures de réflectance

On a effectué des mesures de réflectance pour voir à quel point les CBRs étaient efficaces. Ces tests nous ont aidés à déterminer la force de la lumière réfléchie par les CBRs par rapport aux matériaux environnants. Les observations ont montré que la position de la lumière réfléchie pouvait légèrement changer en fonction de la polarisation et de l'endroit où la lumière frappait la surface, ce qui veut dire qu'on devait prendre en compte quelques erreurs pour nos mesures.

#Méthode d'Excitation à Deux Photons

Pour étudier les QDs plus en profondeur, on a utilisé une méthode appelée excitation à deux photons. Cette technique nous permet d'exciter efficacement les QDs et de les faire émettre de la lumière. La lumière du laser devait être accordée avec la lumière du QD pour obtenir les meilleurs résultats. Grâce à ce processus, on a appris beaucoup sur le comportement des QDs quand ils étaient excités par la lumière, surtout sous différentes conditions.

#Technique d'Interférométrie de Michelson

Pour enquêter plus sur la qualité de la lumière, on a utilisé l'interférométrie de Michelson, qui nous aide à mesurer la cohérence de la lumière émise. Cette méthode permet de voir à quel point les ondes lumineuses venant des QDs s'alignent entre elles.

En gros, on a divisé un faisceau lumineux en deux et ensuite on a ramené les deux moitiés ensemble. En regardant les motifs de lumière résultants, on pouvait collecter des infos sur les propriétés de la lumière émise.

#Conclusion

La recherche menée sur les résonateurs Bragg circulaires et les points quantiques a fourni des infos précieuses sur la façon dont ces structures fonctionnent ensemble. En mesurant divers aspects de l'émission et de la réponse de la lumière, on peut comprendre comment améliorer leur performance. Ce boulot ouvre la voie à des avancées dans les technologies quantiques et les applications photoniques.

L'analyse soigneuse des données expérimentales, avec les simulations, a aidé à clarifier les résultats et a souligné la nécessité de techniques de mesure cohérentes. Les processus compliqués utilisés dans la fabrication et la caractérisation des échantillons révèlent la complexité et le potentiel de ces matériaux dans la recherche future et les applications.