Interet de l'implantation de titane dans les verres de silice pour la realisation de micro-composants optiques

par Stéphane Tisserand

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de François Flory.

Soutenue en 1998

à Aix Marseille 3 .


  • Résumé

    Le potentiel de l'implantation de titane dans les verres de silice, massifs ou en couches minces, pour la realisation de micro-composants optiques est examine. Plusieurs techniques optiques et non optiques sont utilisees pour caracteriser les materiaux implantes titane. La microscopie electronique, les analyses eds (energy dispersive spectroscopie) et sims (secondary ion mass spectroscopie) d'une part, et une modelisation developpee dans ce travail d'autre part, permettent de montrer que le profil d'indice de refraction suit de pres la distribution des ions titane dans le materiau hote. Des mesures de pertes par optique guidee et par photothermie viennent completer ces analyses. Les techniques d'implantation et de recuit sont ainsi optimisees pour obtenir des materiaux faiblement diffusants et faiblement absorbants. Les materiaux etudies sont la silice amorphe, le pyrex, la silice en couches minces deposee sur silice ou pyrex et la silice en couches minces obtenues par croissance thermique sur silicium. L'implantation de titane conduit a la formation d'un melange tio2/sio2 dont on peut controler l'indice de refraction en jouant sur la dose de titane. L'indice peut ainsi etre augmente de 1. Des guides plans qui presentent des pertes inferieures a 1 db/cm sont realises. La faisabilite de micro-composants est etudiee a travers deux axes : l'optique integree (micro-guides passifs) et l'optique diffractive (reseaux). Techniques d'implantation et techniques de masques sont combinees pour realiser des guides canaux et des jonctions y. Apres optimisation des structures guidantes par voie numerique, une technologie originale de microphotolithographie est developpee en collaboration avec l'institut de microtechniques de mayence (allemagne) pour realiser les masques. Enfin, la possibilite de realiser des reseaux efficaces par implantation de titane est etudiee. Une etude numerique montre que l'implantation d'un reseau dans une cavite multicouche type fabry-perot permet d'obtenir des efficacites de diffraction depassant 25%. La realisation pratique de ce type de composant est discutee.


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  • Détails : 162 p.
  • Annexes : 49 ref.

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. Saint-Jérôme). Service commun de la documentation. Bibliothèque de sciences.
  • Disponible pour le PEB
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  • Cote : T 2743/A-B
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