Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
3.3. FONCTIONS ET PERTES 45
400um
Fig. 3.9 – Contribution des courbures à la zone d’interaction dans un coupleur direction-
nel. L’échange d’énergie débutant avant que les guides soient parallèles, les courbes sont
équivalente à une longueur donnée de guide droit.
300 a 800um
l’autre, et βc a la dimension d’une constante de propagation. Les constantes de pro-
pagation découlent de la détermination des indices effectifs pour les différentes zones
calculés par la méthode des indices effectifs (Marcuse, 1974). Les deux paramètres
précédents tiennent compte de celles liées à chacun des modes entrant en jeu (cf fi-
gure 3.6). Le procédé de fabrication permet de réaliser des guides quasiment identiques
(même couche dopée, faible distance entre les guides sur le substrat, réalisation simul-
tanée) et les modes arrivent donc en phase au niveau du coupleur permettant donc
un transfert total de l’énergie d’un guide vers l’autre. L’équation 3.13 montre que la
quantité de flux transférée varie sinusoïdalement en fonction de la distance d’interaction
(figure 3.8). On atteint un taux de 100% pour la longueur de couplage Lc = π/2βc.
Les courbes de couplage de la figure 3.8 correspondent à des simulations numériques.
Elles sont tracées pour différentes longueurs d’onde couvrant la bande H (voir annexe
A). Dans le cas du coupleur symétrique, on voit que si l’on veut le taux de couplage idéal
de 50% la distance d’interaction varie de 3500 à 5800 µm environ. Lors de la réalisation
d’un composant cette distance a bien évidemment une valeur fixe et le comportement
de la fonction est alors chromatique. Le coupleur asymétrique présente une solution à
ce problème. En prenant pour l’un des guides une largeur inférieure à celle de l’autre,
on modifie la quantité d’énergie transférée ainsi que la périodicité en fonction de la
longueur d’onde. On voit que dans ce cas on ne peut jamais transférer la totalité du
flux, mais il existe un point, pour une longueur d’interaction proche dans ce cas de 2000
µm, où toutes les courbes pour les différentes longueurs d’onde se croisent, permettant
ainsi de réduire la chromaticité sur la plage voulue.
La difficulté dans le choix de la longueur d’interaction (partie droite du coupleur)
réside dans le fait que les parties courbes servant à rapprocher les guides contribuent
aussi en partie au couplage (voir figure 3.9). L’échange d’énergie commence en effet
avant que les guides soient complètement parallèles. Dans Takagi et al. (1989), la
contribution des parties courbes est estimée à 64%, et les simulations menées sur des
coupleurs précédents au LETI donnent une participation comprise entre 60 et 80%
(Duchêne, 1999). En fait, dans cette première étude de composant, la contribution
des courbes a été surestimée et des simulations menées sur une nouvelle génération de