Fabrication et caracterisation de guides d'ondes sol-gel dopes terres-rares pour la realisation d'amplificateurs optiques integres

par XAVIER ORIGNAC

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Antoine Kevorkian.

Soutenue en 1997

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Des amplificateurs sont necessaires a la regeneration du signal dans les lignes de transmission a grandes distances. Les amplificateurs optiques permettent de conserver la bande passante des systemes de transmission. Ils sont d'ores et deja disponibles commercialement sous forme de fibres dopees erbium, mais occupent un volume important et ne permettent pas la combinaison de plusieurs fonctions. Une alternative peut etre envisagee en transposant les principes des fibres dopees erbium a des amplificateurs integres. Un marche potentiel de grande ampleur existe pour de tels composants. Cette these est une premiere tentative de fabrication de tels amplivateurs par le procede sol-gel, dans une matrice vitreuse de sio#2-tio#2. Une premiere partie pose la problematique de l'etude et expose les parametres a optimiser : il faut augmenter le temps de vie du niveau metastable et la concentration d'auto-extinction des ions erbium, diminuer l'attenuation des guides, et controler l'epaisseur et l'indice des depots sol-gel. Dans une deuxieme partie, le processus de fabrication des guides est decrit et chaque etape du processus est analysee de facon a etudier son influence sur les parametres a optimiser. Dans la troisieme partie, on montre comment le processus de fabrication est oriente pour obtenir la meilleure qualite de guide possible. Les resultats obtenus sont presentes. Une etude preliminaire a ete effectue avec du neodyme. Une concentration d'auto-extinction de 1% atomique en neodyme et un temps de vie de fluorescence de 375 s a faible concentration sont atteints dans des guides plan. Avec l'erbium, la concentration d'auto-extinction est de 0. 6 % atomique, et un temps de vie de 6 ms est trouve a faible concentration. Une premiere mesure de gain sur des guides canaux donne 3 db de gain interne a 1531 nm. Le gain est constant sur 25 nm. Le procede sol-gel est une alternative aux technologies deja existantes (fhd et pecvd) pour l'integration d'amplificateurs optiques sur silicium. Ses capacites a fournir des amplificateurs de bonne qualite devraient etre mises en evidence par des etudes complementaires. Des solutions sont proposees.


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Informations

  • Détails : 332 P.
  • Annexes : 500 REF.

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