Étude et réalisation d'un dispositif bistable optique basé sur l'excitation d'un mode guidé couplé par réseau dans une couche mince de silicium sur saphir

Fabrice Pardo

Published Jan 1, 1986• 1 citation

Abstract

Cette these presente l'etude et la realisation d'un dispositif entierement optique originel, permettent d'obtenir des commutations ultrarapides. Ce dispositif met a profit l'excitation de modes guides d ns une couche mince non-lineaire, equivalente a un systeme resonnant de grande finesse. On fait une etude theorique des dispositifs bistables optiques resonnants, qui prend en compte, d'une facon complete au premier ordre, les variations locales d'indice de refraction dans le milieu non lineaire, pour un resonateur de grande finesse. On peut ainsi prevoir les grandeurs caracterisant le dispositif, comme le seuil de bistabilite, d'une facon comparable a la methode dite du champ moyen, mais avec une bien meilleure precision. La theorie, faite pour un dispositif plan, est etendue au cas d'un systeme couple par reseau. On decrit la realisation d'un dispositif constitue d'un guide d'onde non lineaire en silicium epitaxie sur saphir, et notamment la gravure en surface d'un reseau de diffraction au pas de 0,33 um, par une methode photolithographique. La presence d'ondes stationnaires dans l'epaisseur de la resine, deposee sur le silicium, peut conduire a de fortes variations d'exposition dans la resine et donc a de fortes fluctuations de la profondeur de modulation du reseau de silicium obtenu ensuite par gravure ionique. Une etude du dispositif ete realisee en regime lineaire pour determiner les caracteristiques des modes TE et TM du guide realise. Puis l'etude a ete effectuee en regime non lineaire, en utilisant des excitations lumineuses de 20 ns de duree ; elle a demontre la possibilite d'obtenir des commutations tres contrastees bien plus rapides que la nanoseconde.

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