Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Modulateurs (électronique) – Propriétés optiques“

Le développement de nouveaux matériaux est essentiel dans la réalisation de capteurs de petites dimensions et pour les composants micro-nano-optoélectroniques. Les matériaux à base d'oxydes en sont de bons candidats. Ce travail de thèse a concerné la synthèse de matériaux ferroélectriques tels le BaTiO3 (BTO) et le Ba1-xSrxTiO3 (BST), associés à des électrodes inférieures et supérieures en oxyde d'indium-d'étain (ITO), tous déposés par pulvérisation cathodique RF (radio fréquence). Nous nous sommes concentrés sur la relation existante entre les propriétés optiques et électro-optiques de guide d'ondes et l'orientation cristalline, la couche d'interface ainsi que la nature du substrat. Après la caractérisation des propriétés structurales, nous avons évalué les propriétés optiques de ces matériaux par la technique du couplage par prisme pour une gamme de longueurs d'ondes de l'UV au proche IR. Les résultats ont montré un bon confinement de la lumière dans le film, avec des pertes planaires de propagation optique de l'ordre de 3 dB/cm aux longueurs d'onde télécoms, résultats à l'état de l'art pour ces matériaux.Cette méthode de couplage optique a permis de mettre en évidence les propriétés électro-optiques du BTO et du BST dans cette même gamme de longueurs d'onde et pour les deux polarisations optiques, à partir de la variation des spectres de réflectivité. Si le BTO a montré un coefficient r33 de 23 pm/V aux longueurs d'onde télécoms, nous avons mesuré autour de 19 pm/V pour le BST(70/30).

Les futurs modulateurs optiques doivent satisfaire à des exigences auxquelles les modulateurs électro-optiques actuels ne peuvent plus répondre (tension de commande et dimensionnement faible, fonctionnement dans la gamme 0-40GHz à faibles pertes). Il devient alors nécessaire d'envisager de nouveaux moyens de réaliser une modulation rapide à faible consommation. Ce travail s'inscrit au sein d'un projet amont de la DGA, afin d'évaluer le gain potentiel de la plasmonique sur semiconducteurs pour la modulation optique. Nous avons d'abord sélectionné des couches de GaN sur saphir avec d'excellentes propriétés optiques et des pertes de propagation de l'ordre de 0,6dB/cm. Ensuite, nous avons montré la génération d'une résonance plasmonique à l'interface Au/GaN. Un travail d'optimisation a été réalisé en vue de rendre sa modulation efficace par variation de l'indice du GaN. Plusieurs dispositifs de démonstration ont été fabriqués en salle blanche puis caractérisés. Si les résultats optiques obtenus ont montré un effet de variation d'indice nouveau jusqu'à Δn=10-2 pour plusieurs dizaines de volt, les pertes RF de propagation se sont révélées élevées, proches de 16dB/cm à 20GHz. En parallèle, une structure à effet d'électro-absorption utilisant un multipuits quantique sur InP a été conçue et caractérisée par couplage par prisme et a montré des variations d'indice de l'ordre de 2×10-3 à 2,5V. Ces travaux de thèse, précurseurs dans ce domaine au sein du laboratoire, vont permettre d'orienter les recherches futures vers de nouveaux matériaux pour l'optoélectronique, mais aussi de mettre en exergue les points durs de la plasmonique pour la modulation optique sur semiconducteurs.

Ce travail traite de la structure electronique et des proprietes optiques de puits et multi-puits quantiques in#xga#1##xas-gaas pour differentes valeurs de la composition x et de differentes largeurs de puits. Dans un premier temps, nous avons developpe le formalisme necessaire afin d'obtenir les etats propres relatifs aux fonctions propres des etats lies et quasi lies dans ces structures. Ensuite, nous avons tente d'estimer la valeur de l'offset de bande mal connu dans ces systemes. Enfin, dans la derniere partie nous avons employe la contrainte uniaxiale qui nous a permis d'identifier sans ambiguite le caractere des transitions excitoniques observees. Cela apporte des informations utiles a propos de la localisation des trous legers dans ces systemes, puisque la question de savoir si la transition electron-trou leger de type un ou de type deux est encore ouverte

Ce travail est consacré à la mise au point de filières technologiques permettant de montrer la faisabilité d'un modulateur de phase à base de matériaux organiques. Nous avons décrit les étapes technologiques permettant de réaliser des guides d'ondes optiques à base d'un polyimide fluoré le 6FDA/MPDA. Elles s'appuient principalement sur l'utilisation de la photolithographie et la gravure RIBE. Grâce à ces procédés, nous avons obtenu des guides d'ondes présentant des parois verticales. Des pertes par propagation de l'ordre de 0,5 dB/cm à la longueur d'onde de 1,3 micron ont été mesurées par la méthode CutBack. Pour la réalisation d'un modulateur de phase tout polymère nous avons utilisé comme couche guidante le même polyimide fluoré fonctionnalisé avec un colorant le DR1 cette couche est prise en sandwich entre deux couches de matériaux organiques. A l'aide d'une caméra infra rouge, nous avons montré la propagation de l'onde guidée et validé ainsi tout un ensemble de procédés technologiques
This work is devoted to the development of technology courses which enables to show the making of a phase modulator based on organic materials. At first, a semi-conductor technology has to be adapted to the polymers to elaborate wave-guides, then to realise the piling up of layers of passive or active polymers. We described the technological stages which enable to realise optical waveguides based on a fluorinated polyimide, 6FDA/MPDA. They mainly rely on the use of photolithography and RIBE. Thanks to RIBE we obtained waveguides which present vertical walls. Losses by propagaton of 0,5 dB/cm at the wavelength of 1,3 micron were measured by the Cut-Back method. For the realisation of the phase modulator, as guiding layer we used the same fluorinated poyimide mixed with a dye (DR1); this layer is sandwiched between two layers of organic materials. Then thanks to an infra red camera, we showed the propagation of the guided wave and thus validated a whole technological process course

La spectroscopie de reflexion et l'analyse par kramers kronig sont utilisees pour caracteriser les differentes transitions dans le monocristal de para-aminobenzonitrile. On identifie une transition intense a transfert de charge (ict) a 278. La comparaison des spectres de reflectivite a temperature ambiante et le spectre en phase vapeur fait apparaitre un decalage du maximum de la ict dans le rouge du aux liaisons hydrogenes dans le cristal. A basse temperature on observe a 311 nm la o-o de la transition pi-pi antilliante polarisee selon le petit axe y de la molecule. On applique la generation de troisieme harmonique par accord de phase au monocristal a l'aide du fondamental du yag 1. 318 micron. La susceptibilite de troisieme ordre trouvee experimentalement est comparee au calcul theorique de la susceptibilite de troisieme ordre en appliquant le modele du gaz oriente. Une photochimie apparait dans le monocristal et en solution sous l'effet d'un rayonnement de longueur d'onde comprise entre 476. 5 nm et 366. 4 nm

L'augmentation des débits dans les télécommunications optiques privilégie l'emploi de modulateurs électro-optiques. Leurs circuits de commande apparaissent comme un élément clé de ces systèmes de transmission. Après une présentation des systèmes et architectures potentiels, une étude complète des amplificateurs distribués, et de leurs différentes configurations, est menée. Ces amplificateurs, par leur produit gain-bande élevé, répondent au mieux aux exigences préalablement définies. Les amplificateurs ont été réalisés à partir de transistors PHEMT sur GaAs. Afin de simplifier la mise en boîtier et de résoudre les désagréments de la polarisation des amplificateurs distribués, deux nouveaux circuits de polarisation intégrés ont été développés. Tout d'abord une nouvelle charge active, tenant lieu de terminaison de la ligne de sortie de l'amplificateur distribué, permet de polariser et de conserver l'adaptation en sortie de l'amplificateur lors d'une variation du courant de polarisation. Egalement un dispositif intégré de sources de courant connectés à la ligne de sortie de l'amplificateur distribué, appelé té de polarisation actif, a été étudié
The increase of data rates in optical telecommunication systems favours the use of electro optical modulators. Their driver circuit becomes a key component of these transmission systems. A description of the most common systems and architectures used is done, allowing us thereby to define performance specifications for the electro optical drivers. Distributed amplifiers fulfil these requirements well, due in particular to their high gain bandwidth product and a detailed study of distributed amplifiers and their various configurations is carried out. The designed amplifiers were produced based on a PHEMT GaAs technology. In order to simplify the packaging and to solve the problems caused by the distributed amplifier's biasing, two novel integrated biasing circuits were developed. First of all, a novel active load, taking place of termination of the output line of the distributed amplifier, was designed to bias the amplifier and makes it possible to preserve the output matching during the variation in the current bias. Also an integrated device composed of current sources connected to the output line of the distributed amplifier, called an active bias T, is studied

Dans notre travail, nous présentons une étude d'architectures plasmoniques à base d'assemblées planes de nanoparticules (NPs) d'argent, enterrées à quelques nanomètres sous la surface d'une matrice diélectrique. L'analyse structurale des matériaux, notamment par microscopie électronique en transmission, a été menée pour déterminer le rôle des différents paramètres de la technique d'élaboration, l'implantation ionique à basse énergie, sur l'organisation à trois dimensions des NPs, dans des films de dioxyde ou de nitrure de silicium sur substrat de silicium. Afin de contrôler de manière systématique ces paramètres, nous avons étudié les réponses optiques élastique et inélastique des hétérostructures. La réponse optique élastique a été obtenue grâce à des mesures de réflectance optique, puis confrontée à des simulations numériques que nous avons développées afin de déterminer la taille moyenne des NPs et la quantité d'argent implantée. L'étude de la topographie du champ électrique a ainsi permis de tirer profit à la fois de la résonnance plasmonique et de l'amplification optique dans nos systèmes multicouches antireflet. La réponse inélastique a quant à elle été étudiée grâce à la spectrométrie Raman sur une large gamme de fréquence. Les modes collectifs de vibration (dits de Lamb) des NPs ont été analysés à basse fréquence, et à plus haute fréquence, nous avons extrait la densité d'états des modes de vibration (VDOS). Associée à des simulations atomistiques, celle-ci nous a donné des informations originales sur la dynamique vibrationnelle à l'échelle atomique et les propriétés thermodynamiques de NPs d'argent enterrées (mais également de NPs d'or déposées). Enfin, nous montrons plusieurs exemples d'applications des assemblées de NPs dans des dispositifs hybrides comme l'exploitation des couplages entre ces NPs et des dépôts (notamment de graphène) réalisés sur nos substrats. En particulier, ceux-ci peuvent être exploités pour la spectrométrie exaltée de surface (effet SERS). Puis nous avons conçu, grâce aux techniques de microélectronique, des dispositifs de plasmo-électronique exploitant les propriétés de photoconductance de ces assemblées de NPs, déposées ou enterrées
In our work, we present the study of plasmonic architectures made of a plane of nanoparticules (NPs) embedded at the vicinity of a dielectric matrix free surface, by low energy ion beam synthesis. Materials structural analysis, especially by transmission electron microscopy, have been carried out to determine the impact of the elaboration process parameters on the three dimensional organization of the NPs, in silicon dioxide or nitride layers grown on silicon substrates. To systematically check these parameters, we studied the elastic and inelastic optical responses of the heterostructures. The elastic response has been obtained by measuring the reflectance of the samples, and confronted to numerical modelling we developed, to determine the mean size of the NPs and the implanted silver amount. The study of the electric field topography allowed us to take benefit from both plasmonic resonance and optical amplification in antireflective layers. The inelastic response has been studied using Raman spectroscopy over a wide frequency range: vibrational collective modes (Lamb modes) of the NPs have been studied at low frequency, while at higher frequency, we have extracted the vibrational density of states (VDOS). Combined with atomistic simulations, the VDOS gave us original information on the vibrational dynamics and the thermodynamic properties of buried silver NPs (and deposited gold NPs). Finally, we present some applications of the assemblies of NPs in hybrid devices, such as the use of coupling between these NPs and deposited substances (e. G. Graphene) on our substrates. In particular, it can be used for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). Then using techniques from microelectronics, we designed plasmo-electronic devices exploiting photoconductance properties of these buried or deposited NPs assemblies

Ce memoire est consacre a l'etude des amplificateurs optiques a semi-conducteur (aosc) en vue de leur utilisation comme modulateur et detecteur dans le reseau fibre jusqu'a l'abonne. La premiere partie de ce travail est consacree a la mise en place d'un modele physique de l'aosc. Ce modele a permis de prevoir les principales caracteristiques de l'aosc. La deuxieme partie traite de l'etude theorique et experimentale de l'aosc en modulation directe dans une liaison de 18 km de fibre optique. Une etude de bruit est effectuee afin comparer les differentes contributions des elements de cette liaison. Une etude en photodetection est realisee en polarisation directe de l'aosc. Un modele de bruit par analogie avec une photodiode a avalanche est presente. Les etudes de transmission menees sur une liaison experimentale ont montre qu'il est possible de moduler l'aosc dans une plage de longueur d'onde de 40 nm a 1,55 micrometre a 155 mbit/s. Par ailleurs, en photodetection la reception de signaux dans la meme plage de longueur d'onde a ete effectuee jusqu'a 1,5 gbit/s pour une puissance detectee de 24,6 dbm et un taux d'erreur de 10 9.

L'ere d'une societe de communication basee sur les nouvelles technologies est en marche : internet, revolution numerique pour repondre a ce besoin de transmettre toujours plus d'informations, la solution actuellement est d'avoir recours aux transmissions sur fibre optique qui sont capables de vehiculer de hauts debits. En amont de la fibre se situent differents composants photoniques, dont un permettant de coder le signal : le modulateur. Cette these etudie une nouvelle source sur inp constituee d'un laser emettant a 1. 55 m integree a un modulateur a ondes progressives. Sa particularite est d'avoir, theoriquement, des bandes-passantes superieures a 40 ghz, d'ou le nom de haut debit, ainsi que des tensions de commande inferieures a 2 v p p. Dans un premier temps, un historique des telecommunications permet de situer la these dans son contexte
Puis, nous nous focalisons sur la conception du composant. Une premiere version est concue numeriquement afin de connaitre les parametres electriques de base du composant (indice de propagation n e, attenuation e, impedance caracteristique z c) et leur influence sur le fonctionnement. Apres analyse, une seconde version est realisee, permettant d'augmenter z c ce qui diminue la tension de commande et limite les pertes. Le chapitre 3 s'interesse a la fabrication des composants qui sont ensuite mesures et analyses (chapitre 4). Nous decouvrons ainsi les cles du monolithe (importance de z c et e, faible influence de n e) et comment les maitriser. En conclusion, les idees sur l'ilmtw ne sont plus preconcues mais concretes : la source integree possede une puissance de sortie optique de 1 mw (0 dbm) avec une monomodalite aussi bien transverse que longitudinale et un taux d'extinction de 20 db pour 2 vpp. Ses performances actuelles en termes de bande-passante et gain en tension sont comparables a celles des sources a electrode discrete, mais une legere modification permettrait un gain en performance de 30%