Optoélectronique TéraHertz - 5PMNOTH2

Objectif(s)

L'objectif de ce cours est d'aborder la génération de signaux electromagnétiques dont la fréquence se situe entre 100 GHz et 10 THz. L'approche choisie est celle de la génération d'impulsions électromagnétiques brèves à l'aide d'un laser femtoseconde émettant dans le proche infra-rouge (IR).
Nous revenons donc en détail sur les caractéristiques d'une impulsion optique brève (durée, spectre, dérive de fréquence), sur sa propagation dans des milieux dispersifs et sur les possibilités d'allonger ou de compresser ces impulsions. Nous présentons ensuite les principes utiles à l'obtention de telles impulsions (laser à blocage de modes) et à leur caractérisation (autocorrélation optique).
Ensuite, dans la continuité du cours sur l'optique des semiconducteurs vu en début de semestre, nous étudierons en détail la génération d'impulsions électriques brèves par photocommutation d'une impulsion IR. Les signaux ainsi obtenus sont brefs (1 ps de durée) et large bande. Nous passerons en revue plusieurs de leurs applications, comme la spectroscopie THz, qui peuvent être utiles dans de nombreux domaines de la physique (spectroscopie de gaz, de matériaux denses, études optiques, transmissions d'information sans fil à très haut débit, imagerie etc...).

Contenu(s)

• Introduction (0h30)
• Chapitre 1 : Impulsions optiques brèves : caractéristiques, propagation (2h30)
• Chapitre 2 : Sources optiques impulsionnelles (1h30)
• Chapitre 3 : Caractérisation des impulsions optiques femtosecondes (1h30)
• Chapitre 4 : Génération et détection de signaux électriques THz(3 h)
• Chapitre 5 : Applications(3h)

Notions sur les equations de Maxwell et la propagation d'ondes.
Cours d'Optique des semi-conducteurs (semestre 5)
Cours sur les lasers