Photonic Band Gap resonant gratings, new D.W.D.M. filters
Réseaux résonnants à Bande Interdite Photonique, nouveaux filtres pour le D.W.D.M.
Abstract
Dense wavelength division multiplexing (D.W.D.M.) significantly increases the optical telecommunication
transmission rates. To separate the channels, narrow band spectral filters are necessary.
Resonant gratings, composed with a grating engraved on a planar waveguide, are a
potential solution. These structures support eigenmodes, which can be excited by a wave coming
out of an optical fiber. The excitation creates a resonance peak in the reflected beam,
for a given wavelength and incidence angle. In general, the peak does not exhibit the qualities
required for the D.W.D.M.: at oblique incidence, the angular and spectral tolerances are weak,
and the line shapes are polarization dependent. Combining photonic crystals concepts, a rigorous
phenomenological theory, and a perturbative theory, we design a filter that meet all the
conditions imposed by the D.W.D.M..
Key words: D.W.D.M., filters, resonance, grating,
transmission rates. To separate the channels, narrow band spectral filters are necessary.
Resonant gratings, composed with a grating engraved on a planar waveguide, are a
potential solution. These structures support eigenmodes, which can be excited by a wave coming
out of an optical fiber. The excitation creates a resonance peak in the reflected beam,
for a given wavelength and incidence angle. In general, the peak does not exhibit the qualities
required for the D.W.D.M.: at oblique incidence, the angular and spectral tolerances are weak,
and the line shapes are polarization dependent. Combining photonic crystals concepts, a rigorous
phenomenological theory, and a perturbative theory, we design a filter that meet all the
conditions imposed by the D.W.D.M..
Key words: D.W.D.M., filters, resonance, grating,
Les débits des télécommunications optiques sont considérablement accrus par le multiplexage
dense en longueur d'onde (D.W.D.M.). Pour séparer les différents canaux, des filtres fréquentiels
ultra-sélectifs sont nécessaires. Les réseaux résonnants, formés d'un réseau gravé sur un guide
d'onde plan, sont une solution potentielle. Ces structures supportent des modes propres pouvant
être excités par une onde issue d'une fibre optique. L'excitation produit un pic de résonance en
réflexion à une longueur d'onde et un angle d'incidence donnés. Le pic ne présente en général
pas les qualités requises pour le D.W.D.M. : en incidence oblique, les tolérances angulaire et
spectrale sont faibles et les profils dépendent de la polarisation. En conjuguant les concepts des
cristaux photoniques, une théorie phénoménologique rigoureuse et une théorie perturbative, nous
concevons un filtre répondant à toutes les contraintes imposées par le D.W.D.M.. Nos résultats
sont validés par des exemples numériques.
dense en longueur d'onde (D.W.D.M.). Pour séparer les différents canaux, des filtres fréquentiels
ultra-sélectifs sont nécessaires. Les réseaux résonnants, formés d'un réseau gravé sur un guide
d'onde plan, sont une solution potentielle. Ces structures supportent des modes propres pouvant
être excités par une onde issue d'une fibre optique. L'excitation produit un pic de résonance en
réflexion à une longueur d'onde et un angle d'incidence donnés. Le pic ne présente en général
pas les qualités requises pour le D.W.D.M. : en incidence oblique, les tolérances angulaire et
spectrale sont faibles et les profils dépendent de la polarisation. En conjuguant les concepts des
cristaux photoniques, une théorie phénoménologique rigoureuse et une théorie perturbative, nous
concevons un filtre répondant à toutes les contraintes imposées par le D.W.D.M.. Nos résultats
sont validés par des exemples numériques.
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