Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
32 - 3. OPTIQUE INTÉGRÉE
3.1 Guidage monomode
Pour une description exhaustive de la propagation dans des guides d’ondes monomodes
ou multimodes, le lecteur pourra se reporter aux références suivantes : Marcuse (1974),
Jeunhomme (1983), Labeye (2001). On ne rappellera ici que les principaux résultats utiles
pour une bonne compréhension de l’optique intégrée planaire.
3.1.1 Description géométrique simple
Un guide planaire symétrique est constitué d’une zone appelée cœur d’indice nc(x) en-
tourée par une gaine d’indice ng (figure 3.1). On distingue deux types de guides : les guides à
saut d’indice où l’indice du coeur est constant suivant x, et les guides à gradient d’indice où
l’indice du coeur varie en fonction de la distance au centre de celui-ci. Au niveau des interfaces
coeur/gaine situées en x = ±a le profil d’indice pourra donc être continu ou ✭discontinu ✮ (pas
de réelle discontinuité physique mais une variation très brutale). On va ici se concentrer sur
les guides à saut d’indice dont on peut obtenir une description analytique plus facilement,
mais les résultats sont extrapolables au cas des guides à gradient d’indice. Dans le cas de
l’optique intégrée planaire, les deux types de guides peuvent être rencontrés (voir paragraphe
3.2) : gradient d’indice pour les guides par échange d’ions et saut d’indice dans le cas de la
gravure de silice. Une description géométrique simple permet de comprendre le principe du
guidage de la lumière. A partir des lois de Descartes au passage d’une interface, on définit la
n(x)
saut d’indice
nc
ng
gradient d’indice
x
a
−a
gaine
coeur
gaine
θc
θc θi
réflexion totale
rayon réfléchi
θr
θt
rayon réfracté
z direction de propagation
Fig. 3.1 – Description géométrique d’un guide d’onde. Le coeur n’est limité que dans la
direction x et d’extension infinie dans les autres directions. La gaine est également considérée
comme infinie. La taille du coeur est égale à 2a. On a également représenté les profils d’indice
correspondants au saut d’indice et au gradient d’indice.