| Popis: |
We have studied the coherence properties of one electron-pair state confined in a single quantum dot (QD). Two kinds of dots are studied: monolayer step-induced GaAs QDs and self-organized InAs QDs. In order to probe at resonance the excitonic intrinsic properties, the QDs are embedded in a one-dimensional waveguide. The QD luminescence is then collected from the top surface of the waveguide, so that we can separate photons coming from excitation and luminescence. Firstly, We demonstrate the existence of a strong coupling regime between a single QD and light pulses by observing Rabi oscillations of the micro-photoluminescence as a function of the pulse area. Secondly, the electron-hole pair can be driven by a pair of phase-tailored pulses in a coherent control experiment. Depending on the relative phase between the two pulses, constructive or destructive interferences can enhance or destroy the QD emission during the coherence time. Two interesting coupling regimes have been investigated. The case of an excitation with π-pulses allows to measure lifetimes, T1, of excited states, whereas π/2-pulses are used to measure the coherence time, T2, of the fundamental transition. The results show that the total decoherence time T2 (170 ps) is comparable to the effective exciton lifetime T1 (200 ps) although not reaching the upper theoretical limit of 2T1. We conclude that energy relaxation and pure dephasing processes due to virtual scattering with phonons contribute on an equal footing to the loss of coherence.; Nous avons étudié les propriétés de cohérence d'une paire électron-trou confinée dans une boîte quantique (BQ) unique. Ce travail a été réalisé sur deux types de BQs : d'une part, des BDs de GaAs sur GaAlAs obtenues par fluctuations d'épaisseur aux interfaces, et d'autre part, des BQs auto-organisées d'InAs sur GaAs. Afin d'exciter de manière résonnante la transition fondamentale de BQs, celles-ci sont insérées dans un guide d'onde unidimensionnel. La luminescence des BQs est collectée par la surface du guide d'onde, de telle façon à séparer la luminescence du laser diffusé. Tout d'abord, nous avons observé des oscillations de Rabi sur l'intensité de la micro-photoluminescence en fonction de l'aire de l'impulsion lumineuse d'excitation. Ceci démontre l'existence d'une régime de couplage fort entre une BQ unique et l'impulsion. Deuxièmement, une paire électron-trou peut être manipuler par un train de deux impulsions, dans une expérience dite de contrôle cohérent. En fonction de la différence de phase entre les deux impulsions, des interférences constructives ou destructives entrainent, respectivement, une augmentation ou une diminution de l'intensité de la luminescence de la BQ. Nous avons montré que deux impulsions π permettent de mesurer le temps de vie, T1, de l'état excité et deux impulsions π/2 sont utilisées pour mesurer le temps de cohérence, T2. Les résultats expérimentaux montrent que le temps de décohérence total, T2 (170 ps), est du même ordre de grandeur que le temps de vie T1 (200 ps) bien que le limite supérieure de 2T1 ne soit pas atteinte. Nous en concluons que la perte de cohérence est autant dû à l'émission spontanée qu'aux processus de déphasage pur. |
