Parametric generation of twin photons in vertical triple microcavities

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. To cite this article: C. Diederichs et al., C. R. Physique 8 (2007).

RésuméNous 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. Pour citer cet article : C. Diederichs et al., C. R. Physique 8 (2007).