Etude experimentale et modelisation de structures guide d'ondes en semiconducteurs iii-v pour la commutation optique

par FLORENT BERTRAND

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Nicole Paraire.

Soutenue en 1997

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Le travail presente dans cette these porte sur la realisation et la modelisation du fonctionnement de commutateurs tout optiques. On a etudie deux exemples de commutateur forme d'un guide d'onde non lineaire en semiconducteur iii-v muni d'un coupleur a reseau de diffraction : l'un avec couche guidante en gaas sur miroir de bragg gaas/alas et substrat gaas (fonctionnement en reflexion), l'autre avec guide en gainasp sur substrat inp (fonctionnement en transmission). La technologie de fabrication des reseaux de pas submicronique est decrite : insolation holographique suivie de gravures ionique pour gaas et chimique pour inp. L'optimisation des dispositifs a necessite l'utilisation conjointe de modelisations et de resultats de mesures en regime lineaire (spectres de reflexion et/ou transmission des structures multicouches avant et apres gravure des reseaux), de maniere a determiner de maniere precise : - les caracteristiques geometriques des couches et des coupleurs ; - les parties reelles et imaginaires des indices de refraction des materiaux, notamment en bord de bande d'absorption, ainsi que leur variation avec la temperature. L'etude du fonctionnement du dispositif en gaas en regime non lineaire impulsionnel a montre, malgre l'apparition d'effets thermiques prematures, l'existence de non linearites d'origine electronique dans les premieres 50 ns. On a elabore un modele simplifie : celui d'un resonateur rempli d'un materiau non lineaire dont l'indice de refraction depend de la densite de porteurs et de la temperature. Il permet de rendre compte qualitativement des resultats experimentaux et de montrer qu'on peut s'attendre a des commutations contrastees et rapides pour des durees d'impulsions de l'ordre de 30 ns. L'obtention de commutateurs tout optique en gaas avec coupleur a reseau et ayant des performances satisfaisantes est donc envisageable.


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Informations

  • Détails : 192 P.
  • Annexes : 73 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
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  • Cote : TH2014-013269
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