Microcomposants optiques à base de cristaux photoniques bidimensionnels pour l'optique intégrée

Optical microcomponents based bidimensionnal planar photonic crystals for integrated optic

• Auteur / Autrice : Christian Grillet
• Direction : Pierre Viktorovitch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dispositifs de l'électronique intégrée
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électronique, optoélectronique et microsystèmes (Ecully, Rhône)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Diélectriques

Optique intégrée

Cristaux photoniques

Mots clés libres

Optique planaire

Guide d'onde

Microcavités

Routage sélectif et directif

Résumé

La réalisation de dispositifs optiques à base de cristaux photoniques (CP) apparaît comme une voie très prometteuse pour répondre aux exigences de miniaturisation de l'optique intégrée. Les CP sont des structures diélectriques périodiques conçues de manière à modifier le comportement des photons de la même manière qu'un matériau cristallin semi-conducteur affecte les propriétés des électrons. Ils permettent donc un contrôle de la lumière à des échelles de l'ordre de la longueur d'onde. De plus l'insertion de défauts dans le réseau périodique permet la réalisation de microcavités qui peuvent être exploitées soit pour renforcer l'interaction matière-rayonnement (émission et détection de lumière), soit pour filtrer et diriger la lumière sur de très courtes distances. Ce travail de thèse vise à exploiter ces propriétés physiques remarquables afin de concevoir, de réaliser et de caractériser des microcomposants élémentaires types guides résonateurs, et les mécanismes de couplage intervenant entre ces deux éléments en vue de réaliser la fonction de routage sélectif et permettre ainsi l'avènement de l'optique intégrée à base de CP.

The realization of optical devices containing photonic crystals seems a very promising way to fulfill the requirements of miniaturization of integrated optics. The PC are periodic dielectric structures conceived so as to modify the behavior of the photons in the same way that a semiconductor crystalline material affects the properties of electrons. They thus provide an effective control of light on a wavelenght scale. Moreover insertion of defects in the periodic lattice allows the realization of microcavities which can be exploited either to reinforce the interaction matter-radiation, or the filter and redirect the light on very short distances. This work of thesis aims at exploiting these properties in order to conceive, to fabricate and to characterize the optical basic building blocks like guides, resonators and coupled systems between these two elements in order to fulfill the function of selective routing and thus to allow the advent of integrated optics containing PC.