Utilisation des non-linéarités Kerr et Brillouin dans les résonateurs à mode de galerie cristallins pour la synthèse de micro-ondes

Les resonateurs a modes de galerie sont des cavites dielectriques qui supportent des modes a tres haut facteur de qualite et a faible volume qui demeurent confines a l'interface air-dielectrique pour des durees pouvant atteindre voire depasser la microseconde. L'interet de ce fort confinement des modes pour de longues durees est l'accentuation de l'interaction lumiere-matiere. Par consequent, de nombreuses interactions non-lineaires telles que l'effet Kerr ou encore l'effet Brillouin a des puissances seuil inversement proportionnelles au carre voire au cube du facteur de qualite du resonateur ont lieu en son sein. Ces proprietes donnent acces a de nombreuses applications dans des domaines divers et varies tels que la spectroscopie, les telecommunications ou encore les micro-ondes. Les travaux de cette these ont pour but d'exploiter les non-linearites Kerr et Brillouin dans les resonateurs a mode galerie a la longueur d'onde de 1550 nm afin de generer des micro-ondes ultra-stables a des frequences comprises entre 5 et 30 GHz. Le premier chapitre introduit la theorie, la fabrication, le couplage et la caracterisation de resonateurs a des modes de galerie. Le second chapitre concerne la generation de micro-ondes. Nous y presentons nos resultats experimentaux, la modelisation numerique de peignes de Kerr, ainsi que l'analyse d'instabilites oscillatoires d'origine thermique observees lors de nos travaux experimentaux, puis nous concluons. Le dernier chapitre traite de l'interaction photons-phonons via le processus de diffusion Brillouin stimulee dans ces memes experimentaux ainsi que le modele temporel que nous avons developpe pour suivre la dynamique de l'onde transmise et de celle retrodiffusee. Le dernier chapitre conclue nos travaux. Les travaux presentes dans ce manuscrit ont ete finance par l'European Research Council dans le cadre du projet NextPhase.