Mise au point d'un duplexeur pompe/signal à base de guides segmentés en optique intégrée sur verre - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Realization of a pump/signal duplexer using periodically segmented waveguide in integrated optics on glass

Mise au point d'un duplexeur pompe/signal à base de guides segmentés en optique intégrée sur verre

Résumé

Each integrated optics technology has his own advantages, well specific for different application
domains. For example, LiNbO3 substrates are widely used in electro-optic devices while III-V semiconductors
are very useful for optical sources. The integration of heterogeneous optical functions
and materials is consequently a difficult task. For example, for integrated optics by ion-exchange
on glass, substrates used for active and passive devices are different and incompatible. To address
this problem, the concept and the fabrication of the hybrid structure have been studied at IMEP
laboratory. This structure is composed by an active glass layer reported by molecular bonding on
a passive glass substrate with an ion exchanged waveguide. The hybrid structure represents an
attractive solution to fabricate an active amplifying waveguide on a passive substrate, but related
interfacing devices should be developed to be compatible with the hybridization techniques. In
this context, we study the realization of a pump/signal duplexer working on the 980 nm/1550 nm
range using a segmented asymmetric Y junction. At first, after analyzing the working principles of
the asymmetric junction, a detailed theoretical and experimental study of segmented waveguides
is presented. Then, the segmented asymmetric Y junction is studied theoretically and experimentally,
leading us to obtain a demultiplexer with (26 ± 1) dB of isolation at the l = 980 nm pump
wavelength, with (2.8±0.1) dB of insertion losses. For the signal, isolation rises from (9.7±0.1) dB
at ! = 1500 nm up to (15±0.1) dB at l = 1600 nm while insertion losses are between (3.1±0.1) dB
and (3.5 ± 0.1) dB in this spectral band. Perspectives of this work include an optimization of
performances and the integration with an hybrid structure in order to fabricate a monolithically
integrated optical amplifier.
Chaque technologie d'optique intégrée a ses spécificités reconnues pour ses domaines d'application
tel que le LiNbO3 pour la réalisation de composants électro-optiques ou les semiconducteurs
III-V pour les sources optiques. L'intégration de plusieurs fonctions optiques et donc de matériaux
différents pose cependant des grosses difficultés. Les substrats actifs et passifs employés dans les
technologies d'échange d'ions sur verre sont par exemple incompatibles entre eux. L'IMEP a récemment
proposé une solution à ce problème, avec le concept de structure hybride, composée par
une couche active reportée sur un substrat passif avec un guide d'ondes. Si la structure hybride
représente une solution intéressante pour réaliser un guide amplificateur dans un substrat passif,
il faut cependant concevoir des fonctions passives d'interfaçage répondant aux contraintes de l'hybridation
de l'amplificateur. Ce travail de thèse est dédié à l'étude d'un duplexeur pompe/signal
travaillant sur la bande 980 nm/1550 nm, utilisant une jonction Y asymétrique possédant un bras
segmenté. Une étude détaillée de la jonction et des guides segmentés est tout d'abord présentée.
Le dimensionnement théorique de la jonction Y et de son optimisation expérimentale sont ensuite
reportés. Un dispositif présentant une isolation de (26 ± 1) dB avec des pertes par insertion de
(2,8 ± 0,1) dB à la longueur d'onde de pompe l = 980 nm a aussi été obtenu. Pour le signal,
l'isolation augmente de (9,7 ± 0,1) dB à la longueur d'onde l = 1500 nm jusqu'à (15 ± 0,1) dB à
! = 1600 nm et les pertes par insertion sont comprises entre (3,1 ± 0,1) dB et (3,5 ± 0,1) dB. Les
perspectives de ce travail sont d'une part l'amélioration des performances du duplexeur et d'autre
part la réalisation d'un amplificateur intégré monolithique comprenant une structure hybride.
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Dates et versions

tel-00133672 , version 1 (27-02-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00133672 , version 1

Citer

Davide Bucci. Mise au point d'un duplexeur pompe/signal à base de guides segmentés en optique intégrée sur verre. Optique / photonique. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00133672⟩
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