Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
38 - 3. OPTIQUE INTÉGRÉE
Tab. 3.1 – Ions utilisables pour l’échange sur substrat de verre et principales caractéristiques.
Ions dopant Ions échangés ∆nmax Pertes linéïques Enterrage
(dB/cm) des guides
K + Na + 0,009 < 0,5 difficile
Ag + Na + /K + 0,1 < 0,2 possible
Tl + Na + /K + 0,1 < 0,2 possible
Li + Na + 0,01 > 1 difficile
Rb + Na + /K + 0,015 > 1 possible
Cs + K + 0,04 < 1 possible
Le procédé de réalisation est illustré par la figure 3.3.
– Sur le substrat de verre nettoyé (1) est déposé une fine couche (environ 200 nm) d’alu-
minium (2), à son tour recouverte d’une couche de résine photosensible (3).
– L’exposition de la plaque à un rayonnement ultra-violet (UV) à travers un masque
permet de reproduire le dessin des guides sur celle-ci (4). Le masque est transparent
uniquement aux emplacements des guides. La largeur des fenêtres d’échange est de 1 à
2 µm.
– La résine est développée (5) et la couche d’aluminium est ensuite gravée chimiquement
(6) aux emplacements des guides laissés non protégés par l’étape précédente.
– La résine restante est alors retirée (7) et la plaque plongée dans un bain chauffé dans
lequel sont dissouts des sels amenant les ions à échanger (8). Le procédé d’échange entre
le substrat et le bain a lieu grâce à la différence de concentrations en ions entre les deux
milieux. L’ajustement des paramètres d’échange (température et durée) détermine la
taille des guides et la différence d’indice.
– L’échange terminé, l’aluminium est retiré (9).
– On obtient alors un guide en surface en forme de demi-ellipse.
– Suivant les ions échangés et si on veut isoler les guides par rapport au milieu extérieur,
on peut alors ✭enterrer ✮ les guides, soit en appliquant un champ électrique, soit en
chauffant. La profondeur d’enterrage est d’une dizaine de microns.
Le tableau 3.1 présente les différents ions utilisables pour le procédé d’échange avec les ions
d’un substrat de verre. L’échange pourra avoir lieu suivant les ions utilisés dans le bain soit
avec les ions Na + soit avec les ions K + du substrat en verre, ou avec les deux dans certains
cas. La variation d’indice obtenue par l’échange dépend fortement du type d’ions utilisés et
la valeur maximale atteinte va de 0.009 à 0.1. Les pertes linéïques des guides réalisés sont
également très dépendantes du type d’ions et seuls les trois premiers du tableau sont utilisés
par le LEMO.
L’échange d’ions K + avec les ions Na + du verre est très facile à mettre en oeuvre. On