Contribution à la réalisation de microrésonateurs sur fibre optique de silice par faisceau d'électrons piloté en vue d'une application au multiplexage en longueur d'onde

Contribution to the realization of microresonators on an optical fiber with direct EB writing for Wavelengh Division Multiplexing

• Auteur / Autrice : Isabelle Niort
• Direction : Jacques Marcou, Claire Darraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cavités résonnantes (microondes)

Filtres pour microondes

Fibres optiques

Faisceaux électroniques

Silice

Mots clés libres

Demi-coupleur

Résumé

La silice, soumise à un faisceau d'électrons d'énergie de l'ordre de quelques dizaines de keV, subit des modifications topographiques et indicielles permettant d'envisager la réalisation de micro composants optiques, sans avoir recours à des étapes de masquage ou d'attaque chimique. L'outil d'irradiation utilisé est un microscope électronique à balayage associé à des logiciels de pilotage du faisceau. Dans le but, à terme, de réaliser un filtre optique à bande-passante très étroite constitué d'une cavité résonnante inscrite directement par faisceau d'électrons sur la gaine polie d'une fibre optique monomode en silice, nous consacrons ce mémoire à la caractérisation métrologique et optique des ces variations. Des trous, des disques, des '' lignes '' et des surfaces ont été élaborés à l'aide d'un faisceau focalisé ou défocalisé. Cette étude expérimentale a permis d'apporter plusieurs éléments de réponse concernant les phénomènes mis en jeu lors des interactions électrons-silice. La caractérisation par les méthodes de Brewster et des m-lines de surfaces de quelques mm2 a montré la faisabilité de guides et de microguides. La méthode WKBI a conduit à la reconstruction du profil d'indice. L'ensemble de ces caractérisations a conduit à une première ébauche du composant final

Silica, under electron beam (EB) of a few tens of keV, undergoes topographic and indicial modifications. Hence, it allows to consider the fabrication of micro optical components without having recourse to masking stage or chemical etching. The irradiation tool is a Scanning Electron Microscope (SEM) associated with driving softwares of the beam. With the aim, in the long term, to realize a very narrow filter made of a resonant cavity directly written by EB on the polished cladd of a monomode silica optical fiber, we devote this memory to the metrological and optical characterization of these changes. Holes, discs, lines, rectangular surfaces were elaborated using a focalized or defocalized beam. This experimental study made it possible to bring several answers concerning the phenomena on electron-silica interactions. The characterization of a few mm2 surfaces by the m-lines and Brewster methods showed the feasibility of waveguides and micro waveguides. The IWKB method led to the reconstruction of the index profil as a function of the irradiation parameters. All these characterizations led to a first outline of the final component