Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
108 - 5. COMPOSANTS OI POUR L’ASTRONOMIE : VALIDATION EN LABORATOIRE
avoir des pertes inférieures au pourcent, mais cela n’a pas été jugée utile dans cette
phase du projet.
Les pertes de couplage entre la fibre et le guide planaire sont dues à une inégalité de leurs
rayons de coeur. Une étude en champ proche de la sortie des guides du composant faite
en lumière blanche et avec le filtre H permet de vérifier la forme gaussienne du mode
et de déterminer sa largeur moyenne sur toute la gamme de longueurs d’onde (cf figure
5.8). Les images des guides sont bien circulaires et la largeur à 1/e 2 trouvée par un
ajustement gaussien vaut 13 ± 3µm. La grande incertitude sur cette valeur est due à la
méthode de calibration des distances sur la caméra. En effet, le grandissement exact dû à
l’optique d’imagerie n’étant pas connu, la correspondance des dimensions dans l’espace
objet et dans l’espace image est obtenue en imageant simultanément deux sorties de
guides dont l’écart sur le composant est connu très précisément. Malheureusement, de
ce fait le grandissement est assez faible et les taches images ne couvrent que peu de
pixels. La précision de la calibration en est donc dégradée et cela se reporte sur la
mesure de la taille des modes gaussiens. Le diamètre du mode fondamental des fibres
standard utilisées ici est de 10 µm. Les largeurs des deux gaussiennes ne sont donc plus
ajustées l’une à l’autre et cela donne des pertes par couplage de l’ordre de 20 à 25 %.
En gardant le même masque de composant et en adaptant simplement les paramètres
d’échange afin d’obtenir des guides de diamètre plus petit, on peut ramener ces pertes
à des valeurs de l’ordre de 5%.
Les pertes de propagation ont été mesurées sur un guide droit réalisé avec les mêmes
paramètres technologiques de fabrication que le composant et de même longueur que
ce dernier (4 cm). On a mesuré une transmission de 91% (c’est-à-dire des pertes de
0,1 dB/cm). Cette mesure ne donne que les pertes linéiques du composant en optique
intégrée, mais celles des fibres de la connectique peuvent être négligées ici (≤ 2.10 −5
dB/cm).
Les pertes fonctionnelles sont dues aux modifications de géométrie des guides lors du
passage par les différentes fonctions présentes dans le composant. Une partie de l’énergie
ne sera plus guidée et sera donc diffusée dans le substrat. Ces pertes sont en général
de l’ordre de 5 à 10 %. Elles ne peuvent être mesurées directement mais seulement
estimées. Cette estimation est tout à fait cohérente avec les valeurs standards de pertes
et permet de retrouver théoriquement la transmission mesurée. Le dessin des jonctions
Y utilisées ici peut être amélioré afin de diminuer cette valeur.
La jonction Y inverse utilisée pour la recombinaison des faisceaux se comporte comme
une recombinatrice classique, mais pour laquelle une seule des sorties serait accessible.
La moitié du signal est donc perdue dans le substrat (cf figure 5.9). A cela viennent
bien sûr s’ajouter les pertes fonctionnelles décrites ci-dessus et le bilan global de cette
fonction est donc d’environ 45% de transmission.