Download or read book Propri t s optiques de structures guidantes en cristal photonique written by Sophie Fasquel and published by . This book was released on 2005 with total page 199 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces travaux de recherche portent sur l'étude de stmctures guidantes à base de cristaux photoniques. Il s'agit de réseaux de trous d'air gravés dans une hétérostructure confinante de type InP/lnGaAsP/lnP. Notre contribution sur ce sujet regroupe des aspects numériques théoriques bi et tridimensionnels et des aspects de fabrication. Les cristaux photoniques ont un grand intérêt pour l'optique et les télécommunications, car ils permettent de manipuler la lumière -routage, (dé)multiplexage, filtrage - dans des dimensions restreintes. Par analogie avec le gap des semiconducteurs, la périodicité de ces matériaux génère l'ouverture d'une bande spectrale interdite pour les photons. Nous exploitons à la fois cette bande interdite pour réaliser des guides optiques ou des dispositifs de filtrage directionnels appelés « Add-drop », et les bandes permises du cristal pour l'étude de la réfraction négative dans ces milieux périodiques qui peuvent posséder un indice de réfraction négatif.

Download or read book Etude de composants cristaux photoniques dans la fili re silicium pour les longueurs d ondes des t l communications optiques written by Sylvain David (physicien et auteur d'une thèse en 2003).) and published by . This book was released on 2003 with total page 168 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les cristaux photoniques sont des structures artificielles dont la constante diélectrique est rendue périodique. La propriété essentielle de ces structures est l'ouverture de bandes interdites photoniques pour lesquelles la propagation de la lumière n'est pas autorisée. Une bande interdite complète s'obtient selon certaines conditions portant sur le contraste d'indice, les dimensions et les symétries des réseaux. Ce travail de thèse est essentiellement consacré à l'étude et la réalisation de cristaux photoniques bidimensionnels à base de silicium pour les longueurs d'onde 1,3 - 1,55 [mu]m. Les dispositifs à cristaux photoniques planaires sont confinés par une variation d'indice dans la troisième direction. Deux approches sont envisagées : le fort confinement pour les microcavités et le faible confinement pour l'optique guidée. Nous avons réalisé des microcavités planaires à cristaux photoniques sur substrat SOI (silicium sur isolant) intégrant des boîtes quantiques Ge/Si. Nous avons montré une forte exaltation de la luminescence dans la gamme 1,3 - 1,55[mu]m, caractérisée par un comportement surlinéaire de l'émission. Cette forte augmentation est à la fois le résultat de l'extraction de la lumière par le cristal photonique, mais également la signature d'une forte localisation spatiale des porteurs de charge dans la microcavité. Nous avons également travaillé sur la réalisation de guide d'onde à cristaux photoniques de faible confinement vertical pour le guidage planaire, en utilisant deux technologies : la gravure photo-électrochimique et la gravure plasma ICP (Inductively Coupled Plasma). Nous avons montré la possibilité de réaliser des structures à cristal photonique à travers des guides épais SiGe (2 [mu]m) enterrés dans le silicium. Nous avons également modélisé de nouveaux cristaux photoniques tels que les pavages d'Archimède ou les approximants de quasi-cristaux dans le but d'obtenir le comportement le plus isotrope possible.

Download or read book Structures de type cristal photonique obtenues par d position collo dale caract risation et simulation en vue de composants pour l optique guid e written by Nolwenn Dissaux and published by . This book was released on 2011 with total page 178 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse étudie au niveau expérimental et théorique la propagation de la lumière dans les cristaux photoniques 3D obtenus par auto-assemblage de nanosphères de polystyrène, dans le cadre du projet européen NewTon. La périodicité présente dans ces structures ayant des dimensions de l'ordre de la longueur d’onde de la lumière permet l’apparition d’une bande interdite photonique. Notre contribution à la caractérisation structurelle et fonctionnelle de ces cristaux photoniques a permis d’une part de contrôler l’empilement des billes et, d’autre part, de mettre en évidence le phénomène de bande interdite. Parmi les techniques de microscopie que nous avons mis en œuvre (microscopie optique classique, MEB, AFM et microscopie interférométrique), nous avons en particulier montré que la microscopie interférométrique est non destructive et bien adaptée à ce type d’étude. Elle permet notamment une détermination simple des axes cristallins. Nous avons analysé la réponse spectrale d’échantillons dont l’épaisseur variait de 2 à 24 μm, fabriqués à partir de billes de différents diamètres (de 0,35 à 1 μm). Nos enregistrements ont confirmé que la présence, la position (longueurs d'ondes entre 800 nm et 2 μm, cet intervalle inclut les longueurs d’onde des télécommunications optiques), la largeur à mi hauteur (quelques 10 nm) et le contraste (de l’ordre de 0,5) de la bande interdite dépendent principalement du diamètre des billes, de l’épaisseur de la structure et de l’angle d’incidence du faisceau d’illumination. Nous avons, de plus, contribué à la calibration de simulations numériques adaptées aux modèles 3D. Les premiers tests de parallélisation des calculs ont permis d’obtenir un gain en temps d’un facteur 7 des réponses spectrales simulées pour des structures 3D de quelques 10 μm de côté. Nos travaux de caractérisation ont également validé le processus d’inscription de guides d’onde dans ces structures par photopolymérisation induite par absorption à deux photons, proposé par les partenaires du projet. L’ensemble de nos résultats permettent d’envisager l’utilisation des cristaux photoniques 3D pour des applications en optique intégrée fonctionnant aux longueurs d’onde télécom.

Download or read book Etude et r alisation de structures bidimensionnelles bandes photoniques interdites pour le domaine optique et proche infrarouge written by Pascal Filloux and published by . This book was released on 2001 with total page 156 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Un cristal photonique est une structure composite dont l'arrangement des matériaux est périodique a l'échelle de la longueur d'onde. La périodicité permet l'apparition de bandes photoniques interdites : domaines de fréquences pour lesquels la lumière ne peut pas se propager dans la structure, quelles que soient sa polarisation et sa direction de propagation. Deux types de dispositifs mettant en ceuvre des cristaux photoniques à deux dimensions ont été étudiés, pour les longueurs d'onde des télécommunications optiques entre 1,3 et l,55mM. Leur modélisation utilise la méthode mathematique rigoureuse des ondes couplées (RCWA). Le premier composant, pour l'optique guidée, utilise un substrat de silicium sur isolant (SOI). Le cristal photonique à deux dimensions est gravé dans le film de silicium : des réseaux de diffraction permettent le couplage et le découplage de la lumière dans le guide. Plusieurs types de substrats ont été considérés pour lesquels nous avons étudié la propagation des ondes guidées puis avons dîmensionné les coupleurs et le enstal photonique. Pour modéliser ces cristaux, en optique intégrée, nous avons utilisé un calcul approché basé sur la méthode RCWA qui permet de déterminer avec une bonne approximation leurs propriétés optiques. Un deuxième composant a été étudié et réalisé pour l'optique diffractive. Il est obtenu en gravant un réseau de traits dans une ou plusieurs des couches d'un empilement périodique. Lorsque toutes les couches sont gravees, ces structures, possédant deux directions de périodicité et constituées de trois matériaux différents, constituent des cristaux photoniques 2D non conventionnels. Nous avons montré la possibilité de réaliser, avec ces structures, des miroirs, des filtres, polarisants ou non, dispersifs ou non. Nous avons montré la faisabilité des structures multicouches (silicium / nitrure de silicium) gravées sur membrane en utilisant la gravure par faisceau d'ions focalisé.

Download or read book Etude et r alisation de structures en cristaux photoniques pour les applications de traitement du signal optique written by Sylvain Combrié and published by . This book was released on 2006 with total page 131 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Mon travail de thèse a porté sur des structures guidantes de semi-conducteurs III-V à base de cristaux photoniques, dans le contexte du traitement de signaux portés optiquement. Elles sont obtenues par gravure sèche exploitant une nouvelle gravure de type "ICP" où la densité du plasma y est contrôlée indépendamment de l'énergie cinétique des ions réactifs. Nous avons d'abord réalisé des trous profonds de haut rapport d'aspect, utiles en vue de l'intégration monolithique de plusieurs fonctions. L'hétérostructure utilisée présente l'originalité de ne pas comporter d'aluminium. Des mesures ont validés la qualité des technologies choisies. A l'occasion de ces efforts technologiques nous avons proposé une méthode de réalisation de membranes en GaAs. Les membranes ont la particularité de permettre des modes sans pertes. Nous avons pu, en collaboration avec le LPN, définir des rubans de grande longueur (>1 mm) sur lesquels nous avons effectué des mesures de transmission. Nous avons mis en évidence (i) de très faibles pertes de propagation et (ii) la baisse de la vitesse de groupe dans les "modes lents", descendant à des vitesses de c/11. Nous avons montré que ces structures pouvaient induire sur des signaux de quelques GHz des retards de phase de quelques dizaines de degrés, déphasage qu'on contrôle par le choix de la porteuse. On peut penser ainsi à des délais contrôlables miniatures. Enfin, nous avons intégré une cavité au voisinage d'un tel guide et avons montré le transfert résonnant avec des facteurs de qualités en couplage de ~28000, dont l'analyse suggère qu'ils correspondent à des facteurs de qualités intrinsèque de 43000, sensiblement à l'état de l'art mondial.

Download or read book Cristaux photoniques bidimensionnels en SOI et leur couplage avec un miroir de Bragg written by Antoine Salomon and published by . This book was released on 2007 with total page 154 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Analogues aux cristaux électroniques, les cristaux photoniques sont des matériaux diélectriques dont l'indice optique est modulé. Comme en électronique, où la variation périodique du potentiel structure la dispersion énergétique des électrons, cette modulation de 'l'indice structure la dispersion en énergie des photons. Il est alors possible de contrôler ces demiers en leurs interdisant des bandes de fréquences et certaines directions. De plus, de part leur forte intégration ainsi que leur compatibilité de fabrication avec la filière silicium, les Cristaux photonique en Silicium sur Isolant (SOI), disposent d'un fort potentiel pour la mise au point d'une future électro-photonique intégré sur silicium. Dans ce contexte, ce travail s'attache à l'étude de sources optiques à cristaux photoniques en SOI et plus particulièrement au couplage entre une source à cristal photonique bidimensionnel et un miroir de Bragg.Dans un premier temps nous nous intéressons aux aspects théoriques et technologiques des cristaux photoniques. Nous abordons les principes physiques de la structure de bande photonique afin de cerner les modes de fonctionnement ainsi que les propriétés des cristaux photoniques pour ensuite décrire ,les moyens de fabrication et de caractérisation optique. Dans un deuxième temps nous nous attaquons à l'étude de cristaux photoniques bidimensionnels pour l'extraction de lumière. Au cours de cette étape nous mettons en évidence que le couplage de désexcitations radiatives avec de modes optiques de cristaux photoniques permet de nettement améliorer l'extraction lumineuse. En exploitant des modes de cavités, des modes lents et une combinaison astucieuse des deux, nous présentons la mise au point de sources optiques à 1.1 [Mu]m. Ces résultats concordent avec les calculs par la, méthode des ondes planes des diagrammes de bande correspondant. Enfin nous étudions le couplage entre cristaux photoniques bidimensionnels et miroir de Bragg. Nous nous intéressons spécialement au rôle de la distance de couplage entre le miroir et le cristal sur les propriétés d'extraction et du facteur de qualité (Q). Après avoir développé un montage original permettant de moduler cette distance sur quelques micromètres, nous montrons que les deux quantités précédentes en sont des fonctions périodiques de période [Lambda]/2.Les résultats obtenus montrent aussi une augmentation de l'extraction lumineuse et du Q par rapport à ceux de cristal seul.Ces mesures expérimentales sont en adéquation avec de calculs FDTD bidimensionnel. Nous terminons cette étude par la présentation de premières structures associant un cristal photonique avec deux miroirs de Bragg.

Download or read book Propri t s lin aires des fibres optiques cristal photonique c ur solide written by Raphaël Jamier and published by . This book was released on 2007 with total page 352 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’implantation de cristaux photoniques dans les fibres optiques a permis de repousser les seuils d’apparition des phénomènes physiques limitant le transport et la génération de forte puissance. La taille du cœur et l’aire effective du mode fondamental sont fortement augmentées tout en conservant une émission monomode. Les fibres à cristal photonique étudiées ici sont définies par une gaine périodique unidimensionnelle autorisant un guidage de la lumière par effet de bande interdite photonique. Leur potentiel est révélé au travers de l’étude de leurs propriétés linéaires. La conception, la fabrication et la caractérisation de fibres présentant des aires effectives élevées - relativement au carré de la longueur d’onde - sont présentées. La réduction drastique des pertes de confinement et de la sensibilité aux courbures est montrée. La possibilité de les intégrer comme composant passif dans une source laser « tout fibré » est abordée au travers d’un exemple de gestion de la dispersion.