Qualification de IONIC, instrument de recombinaison ...

tel-00010396, version 1 - 4 Oct 2005
3.3. FONCTIONS ET PERTES 55
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
janv. 00
0 10 20 30 40 50
Rayon de courbure (mm)
Fig. 3.18 – Pertes photoniques dans un guide monomode en fonction de la courbure.
comparé à la difficulté pratique de mise en oeuvre d’un tel système.
Courbures
La taille limitée des substrats en optique intégrée planaire nécessite de courber les disposi-
tifs dans le cas de schémas complexes. Dans nos composants les courbures permettent surtout
de déporter des voies ou au contraire de les rapprocher. Cette fonction qui peut paraître très
simple comparée à celles présentées précédemment ne doit pas être prise à la légère lors de
la limitation des pertes. Un moyen simple de se représenter l’effet d’une courbure des guides
sur la propagation de l’onde est de considérer que le front d’onde plan (perpendiculaire à
la propagation) va être incliné vers le centre de la courbure. A l’extérieur de la courbe, la
distance à parcourir par l’onde est plus grande qu’au centre, et donc la vitesse de phase plus
élevée. La vitesse de phase pour un guide étant donnée par v = c/neff , elle est plus faible
dans le coeur que dans la gaine (on appelle ici gaine le milieu entourant la partie guidante,
aussi bien dans le cas d’une fibre que d’un guide planaire). Si maintenant la vitesse augmente
en bord de coeur, à une distance donnée du centre de courbure on aurait une vitesse de
phase de l’onde supérieure à la vitesse de phase d’une onde plane dans la gaine, ce qui est
impossible. Le résultat est alors une déformation du front d’onde et une partie de l’énergie
va fuir dans la gaine. Les pertes induites dans la courbure sont données par Gambling et al.
(1979) :
1
−
αc = AcR 2 exp(−UR),
où les termes Ac et U dépendent de la différence d’indice entre le coeur et la gaine ∆n, de la
longueur d’onde de travail λ, et de la longueur d’onde de coupure monomode λc. La partie
exponentielle de αc va créer une augmentation très rapide des pertes pour une valeur donnée