Caractérisations structurales et optiques de couches minces de niobate de lithium élaborées par ablation laser

par Laurent Canale

Thèse de doctorat en Électronique des hautes fréquences et optoélectronique

Sous la direction de Jean-Louis Decossas.

  • Titre traduit

    Structural and optical characterizations of lithium noibate thin films elaborated by laser ablation


  • Résumé

    Les exigences croissantes en termes de qualité, performances et de degré d'intégration des composants utilisés dans les réseaux modernes de télécommunications impliquent la mise en oeuvre de nouveaux matériaux et/ou l'élaboration en couches minces de matériaux existants. Parmi ces derniers, les remarquables propriétés optiques et électro-optiques du niobate de lithium (LiNbO3) lui confèrent une place de choix pour la fabrication de nombreux dispositifs tels que, notamment, des modulateurs rapides à très basse tension de commande. L'exploitation des propriétés intrinsèques du niobate de lithium passe par l'obtention de couches minces de qualité, possédant les mêmes propriétés que le matériau massif sur des substrats appropriés. Le travail présenté ici est consacré à l'élaboration de couches minces de niobate de lithium par ablation laser et plis particulièrement à̧ la recherche des conditions expérimentalers conduisant à des dépôts : 1) épitaxiés sur des substrats de saphir orientés (0001) 2) possédant une rugosité de surface suffisamment faible pour permettre leur utilisation en tant que guides d'ondes optiques. Les raltions d'épitaxie suivantes ont été démontrées : (00l)liNbO3//(00l)Al2O3 et [100]LiNbO3//[100]Al2O3 et [110]Al2O3. L'objectif (1) est donc rempli. Néanmoins, les applications optiques visées imposent une rugosité de surface inférieure à̧ γ/20 (3) où γ correspond à la longueur d'onde de la lumière guidée. Pour satisfaire cette condition, nous avons été amenés à modifier la géométrie du dispositif de dépôt et à utiliser la technique dote "off axis". La technique de couplage par prisme a permis la caractérisation optique à 633 nm des guides d'ondes planaires ainsi obtenus. Des raies noires et un trait de propagation visible sur plusieurs millimètres significatifs du guidage à l'intérieur du film de modes TE ou TM ont été observés sur les dépôts répondant au critère (3). Une corrélation entre la largeur des lignes noires et la rugosité de surfacedu film a été établie.

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Informations

  • Détails : 202 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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