Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
138 - 5. COMPOSANTS OI POUR L’ASTRONOMIE : VALIDATION EN LABORATOIRE
de pertes). Au niveau des voies photométriques, ce flux parasite peut devenir gênant s’il
génère des interférences avec le flux photométrique de la voie qu’il a croisée. La calibration
pourrait alors s’en trouver perturbée. Ici heureusement la longueur des voies photométriques
est supérieure à celle des voies interférométriques de quelques centaines de micromètres,
ce qui est supérieur à la longueur de cohérence en bande H mais insuffisant en lumière
monochromatique avec la diode laser. Des franges sont donc visibles en diode laser dans les
voies photométriques. Même avec un contraste faible elles sont bien évidemment gênantes
pour la calibration. Les conditions stables en laboratoire permettent toutefois de faire une
moyenne sur quelques points consécutifs pour retrouver la photométrie en moyennant les
franges. Ce phénomène de couplage peut être réduit en augmentant la valeur de l’angle de
croisement, et même être quasiment inexistant pour des angles supérieurs à 45 degrés. A ce
problème de transfert de flux parasite viennent s’ajouter des pertes qui sont dues cette fois
au flux rayonné dans le substrat. Comme toute fonction en optique intégrée, un croisement
est une modification locale de la géométrie du guide et une partie de l’énergie ne reste pas
guidée à cause de cette perturbation. La valeur des pertes mesurées ici est de 0,16 dB.
Spectrométrie des coupleurs
La séparation du flux au niveau des coupleurs en fonction de la longueur d’onde a été
étudiée à l’aide d’un analyseur de spectre et d’une source laser accordable entre 1 et 1,68 µm.
La figure 5.22 (gauche) représente le taux de couplage en fonction de la longueur d’onde. On
considère ici que les pertes sont nulles afin de se concentrer uniquement sur la séparation du
flux. Les courbes présentent les résultats de simulations sur différents types de coupleurs. On a
représenté le résultat pour une seule voie de sortie du coupleur, l’autre voie étant simplement
son complémentaire. Dans le cas du coupleur symétrique, la dépendance chromatique du
couplage est importante : de 35% à la longueur d’onde de 1,48 µm il passe à 85% à 1,8 µm.
Les deux autres courbes correspondent à deux géométries optimisées. Le trait plein cor-
respond à un cas où l’on a essayé d’avoir une séparation 50/50 sur toute la bande (longueur
de couplage de 2200 µm). Le taux de couplage varie de 54% à 49,5%. Le chromatisme restant
est parfaitement calibrable. La deuxième courbe en pointillés correspond à une longueur de
couplage de 2400 µm. Le couplage varie de moins de 1% sur toute la bande, mais cela est
obtenu au prix d’un taux de couplage de 40% uniquement. Si le taux de couplage d’une voie
d’entrée vers une des sorties est de 40%, alors sur l’autre voie de sortie on retrouve les 60%
du flux restant. Sur une des voies de sortie, on viendra donc recombiner 40% du flux venant
de l’une des entrées avec 60% du flux venant de l’autre. La recombinaison n’est pas équilibrée
photométriquement. Les points sur le graphique correspondent à des mesures ponctuelles
faites grâce à un laser accordable.
Les points de mesure suivent assez bien la courbe simulée (coupleur 50/50), excepté pour
le premier point. Cela est dû à une instabilité de la source en bord de bande gênant la
calibration puisque la mesure du flux de la source ne peut pas être faite simultanément avec