Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
3.3. FONCTIONS ET PERTES 43
atteint la limite de coupure et n’est plus guidé. L’énergie qu’il transportait est alors
rayonnée dans le substrat. Le mode pair reste par contre guidé. On retrouve donc à la
sortie la moitié du flux qui avait été initialement injecté dans chacune des voies. Lorsque
les deux faisceaux d’entrée sont en phase, tout le flux se retrouve dans le guide de sortie
de la jonction. Par contre lorsqu’ils sont en opposition de phase, le flux est alors tota-
lement rayonné dans le substrat. On est donc bien dans la même configuration qu’avec
une recombinatrice en optique de volume donnant aussi deux sorties en opposition de
phase, mais dans notre cas une seule est accessible.
Si la perte de la moitié du flux peut sembler être un handicap, cette fonction présente
par contre la particularité d’être parfaitement symétrique de l’une ou l’autre des entrées
vers la sortie : quelle que soit la voie dans laquelle on injecte du flux, la propagation
jusqu’à la sortie se fait dans des structures parfaitement identiques. Elle est de ce fait
totalement achromatique, la séparation 50/50 ne dépendant pas de la longueur d’onde
tant que l’on est dans le régime monomode (voir figure 5.25 dans le paragraphe 5.3).
Cette fonction a surtout été utilisée dans les composants réalisés par le LEMO car la
technologie d’échange d’ions se prête très bien à ce type de fonction. Le point difficile
dans la fabrication et la limitation des pertes est la pointe du Y au niveau de la jonction
des deux guides. L’échange d’ions permet de rendre cette partie relativement ”douce”
et donc d’éviter pertes importantes par rugosité.
– Le coupleur directionnel a une importance historique toute particulière puisqu’il a
été utilisé dans l’expérience FLUOR pour la première recombinaison interférométrique
par optique guidée de deux faisceaux de télescopes. Dans ce cas il s’agissait de coupleurs
à fibres.
Le coupleur permet d’échanger de l’énergie entre deux guides en rapprochant ceux-
ci (figure 3.6). La technologie de gravure utilisée par le LETI s’adapte très bien à la
réalisation de cette structure (figure 3.7), la taille des guides et leur espacement pouvant
être contrôlés très précisément. L’échange d’énergie est fonction des paramètres de la
fonction. Si l’on injecte du flux dans la voie A uniquement, la quantité d’énergie qui
sera transférée dans la voie B en fonction de la longueur d’interaction z est donnée par
(Labeye, 2001) :
PB(z)
PA(0) = F sin2 βcz avec
⎧
⎨F
=
⎩
1
1+(∆/κ) 2 ,
et βc = √ κ 2 + ∆ 2 .
(3.13)
κ et ∆ s’expriment en fonction des constantes de propagation dans les différentes zones,
et sont donc fonction de la longueur d’onde et de la géométrie des guides :
κ = 1�
(βe − βo)
2
2 − (βa − βb) 2 ∆ = βb − βa
.
2
κ est dénommé coefficient de couplage et ∆ représente la dissymétrie des guides avant
couplage. F représente la puissance maximale qui peut être transférée d’un guide à