Structures a guides d'ondes optiques silicium sur isolant (simox) et si#1#-#xge#x/si pour la modulation optique a 1. 3m

par ADRIAN PETRU VONSOVICI

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de A. KOSTER.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Les applications du silicium en optoelectronique sont de plus en plus envisageables en vue d'obtenir des composants bon marche pour les telecommunications par fibres optiques ou les interconnexions optiques. Cette these presente l'etude des composants actifs d'optique integree a structure guide d'onde silicium-sur-isolant (soi) de type simox. Ces composants sont concus a partir de modelisations optiques et electriques. L'effet electro-refractif des porteurs libres en exces est utilise pour modifier l'indice effectif du mode guide dans une structure simox. L'analyse experimentale par reflexion totale attenuee des guides d'onde a fuites permet d'obtenir un modele optique equivalent de la couche de silice enterree a 1,3m. L'analyse theorique est faite a partir d'un modele matriciel modifie pour l'analyse des systemes electromagnetiques ouvertes. L'analyse par la methode de l'indice effectif des guides d'onde 2d a confinement par dopage et par ruban est presentee en vue de leur utilisation pour les modulateurs de phase et/ou d'intensite. Une analyse theorique par la methode des matrices de transfert d'un modulateur d'intensite de type fabry-perot a structure guide d'onde est faite. Les variations de la reflectivite et de la transmission de cette structure sont calculees en fonction de la variation d'indice effectif. Ces variations sont realisables par injection de porteurs libres. Des structures p#+/n#-/n#+ laterales permettent d'obtenir les variations necessaires de concentrations des porteurs injectes pour des densites de courant comprises entre 500 et 800a/cm#2. L'analyse en regime dynamique montre la faisabilite de ces composants pour un fonctionnement a des frequences n'excedant pas 50mhz. Une analyse des structures comportant des couches sige contraintes epitaxiees sur simox est faite en vue de leur application a des composants d'optique integree. L'analyse experimentale par reflexion totale attenuee nous a permis de determiner l'indice de refraction des couches contraintes avec une concentration de 20% de ge. Des heterostructures sige/si a modulation de dopage sont analysees theoriquement pour les applications a la modulation optique a 1,3 et 1,55m. L'originalite de ces composants consiste dans leur fonctionnement par desertion de la charge confinee a l'equilibre dans des puits quantiques qui permet d'envisager des frequences de commutation sensiblement plus elevees. Des composants plus complexes comportant des modulateurs d'intensite fabry-perot a structure guide d'onde et des photodetecteurs a guide d'onde sige sont proposes. Le couplage optique est effectue par reseau de diffraction et permet le fonctionnement comme retro-modulateur


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Informations

  • Détails : 165 P.
  • Annexes : 118 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012942
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