Wide-band low-dispersion low-losses slow light in photonic crystal waveguides

par Ran Hao

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Éric Cassan, Zhiping Zhu et de Xinliang Zhang.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

  • Titre traduit

    Cristaux photoniques à ondes lentes


  • Résumé

    Cette thèse apporte des contributions à la résolution de problèmes actuels concernant les effets de lumière lente dans des guides d'ondes à cristaux photoniques dans le but d'obtenir une large bande passante, une faible dispersion, et de faibles pertes de propagation. De nouveaux types de guides à cristaux photoniques sont proposés ayant une large bande passante, une faible dispersion de vitesse de groupe, et permettant un contrôle flexible des propriétés d’ondes lentes avec des exigences raisonnables en terme de fabrication des structures par les technologies de salle blanche. Une approche globale visant à améliorer le produit délai×bande passante des dispositifs présents est proposée. En utilisant cette approche, le produit normalisé délai×bande passante a été amélioré d’un facteur 15 par rapport à l’état de l’art des guides conçus pour fonctionner avec un indice de groupe moyen de 90. Les pertes induites par la fabrication ont également été étudiées. Nous avons modélisé quatre types de désordre dans la fabrication des structures réelles. Les résultats obtenus ont permis de quantifier combien la région à proximité du centre du défaut linéique a une influence dominante sur les pertes. Enfin, tous les résultats de conception ont été utilisés pour la fabrication de plaques de silicium sur isolant préparées pour la démonstration des effets prévus de lumière lente.


  • Résumé

    This Ph. D study brings contributions of solving present problems for slow light in photonic crystal waveguides, aiming to obtain wide-band, low-dispersion, and low losses slow light. Novel kinds of photonic crystal waveguides are proposed having large bandwidth, low group velocity dispersion and allowing a flexible control of slow light properties with reasonable requirements to clean room fabrication. An overall approach to improve the delay-bandwidth product of present slow light devices is proposed. By using this approach, the normalized delay-bandwidth product of previous waveguides has been improved by a factor of 15 if compared with regular photonic crystal waveguides with a group index maintained at the high value of 90. The fabrication induced losses have also been studied. We modeled four kinds of structure disorders in real fabrication. The obtained results quantify how much the region close to the line defect center has a dominant influence on the losses. Finally, all design results have been used for the fabrication of silicon-on-insulator samples prepared for the demonstration of the foreseen slow light effects.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([VIII]-8-101 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 87-93

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)351
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