Thèse soutenue

Conception, fabrication et caractérisation de structures de guidage en optique intégrée pour le domaine du visible

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Auteur / Autrice : Régis Robles
Direction : Laurent BechouPaul Charette
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique
Date : Soutenance le 28/04/2022
Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Université de Sherbrooke (Québec, Canada)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde) - Laboratoire des nanotechnologies et nanosystèmes (Lyon, France ; Sherbrooke, Canada)
Jury : Président / Présidente : Maria-Pilar Bernal-Artajona
Examinateurs / Examinatrices : Simon Joly, Denis Barbier
Rapporteurs / Rapporteuses : Monique Thual, Véronique Bardinal

Résumé

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Depuis de nombreuses années, l'intégration monolithique sur puce a permis de fortement miniaturiser et transformer les systèmes optiques "sur table" en circuits photoniques, tout en améliorant leurs performances, en garantissant leur fiabilité opérationnelle et en réduisant les coûts de fabrication. A ce jour, les applications visées adressent massivement le domaine des télécommunications et notamment les transmissions à très haut débit. Cependant, à mesure que la technologie évolue sur ces marchés, des applications émergentes apparaissent dans des domaines à très fort potentiel comme la santé, la détection, les systèmes LIDAR ou encore l’imagerie.Par les résultats obtenus, cette thèse ambitionne de participer à cette évolution technologique en utilisant un matériau transparent dans le visible (SiON) et compatible avec les technologies de fabrication déjà existantes, pour une application d'imagerie haute résolution appelée synthèse d'ouverture et fonctionnant dans le domaine du visible. Cette dernière consiste en la mise en interférence de signaux sources afin de reconstruire l'image d'un objet. Une telle technique a la capacité d'atteindre des résolutions aussi élevées que des dispositifs très encombrants déployés pour l'astrophysique dans le domaine de l'IR, et doit pouvoir bénéficier des avantages de la miniaturisation offerte par les techniques actuelles de fabrication de la microélectronique.Toutefois, un tel projet de recherche impose de lever des verrous en termes de conception et de fabrication de briques de base (guides optiques et coupleur MMI) pour obtenir des performances compatibles avec les exigences imposées par un système complet d'imagerie opérant sur le principe de la synthèse d'ouverture.Les travaux exposés dans cette thèse, qui s’inscrivent dans ce projet de recherche, portent principalement sur la modélisation des structures réalisées qui ont permis d'optimiser leurdesign final, la mise au point des procédés technologiques de leur fabrication (dépôt, lithographie, gravure plasma), et l'analyse des performances obtenues à partir de caractérisations dédiées.