Soutenance de thèse de Richard-Nicolas VERRONE

La fabrication de composants pour la nano-photonique représente un enjeu important. Une méthode pour fabriquer des composants ayant des motifs à l’échelle nanométrique est d’utiliser l’inscription laser directe en super-résolution en utilisant les propriétés non-linéaires d’un masque, notamment son absorption saturable. Ici nous détaillons l’optimisation d’un matériau qui pourra être utilisé comme masque de super-résolution, le Sb2Te3. Cematériau est déposé en couche mince sur un substrat grâce à une machine de dépôt. Ces couches minces ont été recuites de différentes manières (par four, par laser et durant le dépôt) et leur cristallinité a été vérifiée par diverses méthodes (diffraction par rayon X et microscopie électronique). Nous avons étudié la dépendance entre l’épaisseur déposée de Sb2Te3 et ses performances non-linéaires grâce à la technique du Z-Scan et nous avons trouvé que l’épaisseur optimale se situe autour de 10 nm. Grâce aux études Z-Scan nous avons aussi déterminé les paramètres d’absorption saturable des couches fabriquées. Ces paramètres sont utilisés lorsque lematériau est utilisé en tant qu’absorbant saturable dans les systèmes de blocage demodes. La stabilité des couches minces de Sb2Te3 sous une irradiation laser intense a été également étudiée. Cette étude a révélé que les couches minces se modifiaient avec le temps et qu’elles perdaient leur caractère d’absorbant saturable. Une tentative d’inscription en super-résolution a été effectuée en utilisant un empilement d’As2S3/Ag. À cause de la nature cumulative de la modification l’effet de super-résolution n’a pas été observé.

The fabrication of components for nano-photonics is a major challenge. One method to fabricate components with nanoscale patterns is to use super-resolved direct laser writing by using the non-linear properties of a mask, in particular its saturable absorption. Here we detail the optimization of a material that can be used as a super-resolution mask, the Sb2Te3. This material is deposited as a thin films on a substrate . These thin films have been annealed in different ways (by oven, by laser and during the deposition) and their crystallinity has been verified by various methods (X-ray diffraction and electron microscopy). We studied the dependence between the deposited thickness of Sb2Te3 and its nonlinear performance using the Z-Scan technique and found that the optimal thickness is around 10nm. By carrying out Z-Scan measurements we have also determined the saturable absorption parameters of the thin films. These parameters are used when the material is employed as a saturable absorber for mode-locking laser systems. The behavior of Sb2Te3 thin films under intense laser radiation was also studied. An attempt to achieve super-resolution has been performed by using As2S3/Ag multilayers for the inscription. Due to the cumulative nature of the modification the super-resolution effect was not observed.