Etude et caracterisation de composants d'optique integree sur silicium sur isolant de type simox

Study and caracterisation of integrated optical components based on simox silicon on insulator material

• Auteur / Autrice : ABDELHALIM LAYADI
• Direction : Alain Koster
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette these porte sur l'etude et la caracterisation de composants d'optique integree sur silicium sur isolant de type simox intervenant dans la realisation d'un nouveau type de modulateur spatial de lumiere (msl) a structure guide d'onde. Des composants specifiques realises sur simox standard ont permis d'etudier les pertes de propagation dans des guides plans d'epaisseur submicronique, qui peuvent provenir des fuites de lumiere vers le substrat, au travers de la silice enterree, de la diffusion dans le volume et aux interfaces du film guidant et de l'absorption sur les porteurs libres. Il a ete demontre qu'on peut obtenir des guides a faibles pertes, avec des valeurs tres proches de la valeur theorique due uniquement aux fuites vers le substrat. Le couplage de la lumiere dans le guide s'effectue via un reseau de diffraction. Nous avons etudie l'influence des differents parametres qui regissent ce couplage. On a pu montrer qu'il est important d'adapter la taille du faisceau incident a la longueur de decouplage du reseau. La position du maximum du faisceau incident par rapport au bord du guide est egalement importante. Nous avons egalement etudie le couplage fibre/guide et demontre que l'on peut coupler ainsi plus de 30% de la lumiere dans le guide. L'efficacite de couplage a ete encore amelioree en ajoutant un miroir metallique au-dessus de la couche de silice de couverture. Nous avons pu montrer qu'elle peut depasser 50%, alors que la valeur limite des reseaux de couplage classiques de 40%. Enfin, la difference de largeur entre des guides 2d et les reseaux de couplage associes exige des transitions pour diminuer les pertes d'insertion. Nous avons adapte la methode bpm (beam propagation method) a la conception de ces transitions.