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Dissertations / Theses on the topic 'Modulateur optique'
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1
Prades, Jérémie. "Conception d’un modulateur électro-optique Mach Zehnder 100 Gbits/s NRZ sur silicium." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0205/document.
Full textAbstract:
Le développement permanent des applications informatiques telles que le stockage de masse, le calcul intensif et les communications large bande, encourage l’émergence de nouvelles technologies de communication. D’une part, les communications à travers des interconnexions métalliques approchent de leurs limites intrinsèques en termes d’énergie, surface et coût par bit. D’autre part, la photonique hybride conventionnelle, basée sur des assemblages 2D/3D de composants photoniques en technologies III-V, ne peut pas être complètement intégrée. Le développement de nouvelle architecture photonique sur silicium est une bonne alternative afin de proposer des systèmes intégrés de communication haut débit. La conception d’un modulateur électro-optique à très haut débit sur silicium fait l’objet de cette thèse. Dans un premier temps, un état de l’art des différents systèmes optiques est dressé, afin d’identifier les principaux verrous technologiques limitant leurs performances. Suite à l’analyse des différents types de modulateur optique implémentés sur silicium, une proposition d’architecture a été faite pour un modulateur Mach Zehnder 100 Gbits/s. Ce premier circuit a été développé avec la technologie PIC25G du fondeur STMicroelectronics. Le driver de ce modulateur a, quant à lui, été conçu avec la technologie 55 nm SiGe BiCMOS de ce même fondeur. Le démonstrateur proposé dans ces travaux offre un débit de 100 Gbits/s avec une modulation NRZ sur une unique voie optique. Pour cette configuration, ce prototype offre un débit binaire au-delà de l’état de l’art (pour une unique voie de transmission optique) avec une énergie par bit de 80 pJ/bitThe sustained development of software applications including mass storage, intensive computing and broadband communication, motivates the emergence of novel communication technologies. On one hand, communications through metallic interconnections approach their inherent limitations in term of energy, area and cost per bit. On the other hand, conventional hybrid photonics, based on discrete 2D/3D photonic assemblies of III-V photonic devices, cannot be integrated. The rising silicon photonic technology, thanks to its high level of integration, overcomes the shortcomings of the two previous approaches and promises a low cost solution allowing close proximity integration of photonics with electronics.The design of a very high data rate electro-optic modulator on silicon is reported in this thesis manuscript. In a first section, the state of the art of optic systems is presented with a focus on the main technological challenges limiting performances. Then, a silicon based topology is introduced to achieve a 100 Gbs Mach Zehnder modulator. It was implemented with the STMicroelectronics PIC25G technology. The driver of this modulator was designed with the 55 nm SiGe BiCMOS technology of the same founder. The demonstrator introduced in this work offer a 100 Gbs data rate with an NRZ modulation on a single optical channel. For this configuration, this prototype provides a data rate beyond the state of the art (for a single optical transmission path) with an energy per bit of 80 pJ/bit
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Lizoret, Christian. "Modulation électro-optique hyperfréquence pour laser CO2 : modulateur intracavité et optique intégrée." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10154.
Full textAbstract:
Pour obtenir une source continuement accordable dans l'infra-rouge moyen, nous avons mis au point des modulateurs electro-optiques hyperfréquences pour laser CO2. Le premier prototype de modulateur réalisé au laboratoire était un modulateur à propagation infra-rouge libre et situé à l'extérieur de la cavité laser ; ce modulateur est depuis utilisé pour des études spectroscopiques (chevalier et al. 1989 ; Legrand et al. 1989). Le faible rendement de ce modulateur nous a incités à développer d'autres structures plus efficaces : modulateur intra-cavité et en optique intégrée. A l'aide du premier, on ne module plus la puissance émise par le laser, mais la puissance contenue dans la cavité de ce laser. Comme celle-ci est supérieure d'un ordre de grandeur à la puissance émise, on peut escompter pour le même type de modulateur, une puissance de bandes latérales infra-rouge d'un ordre de grandeur supérieur. Pour le second type de modulateur, comme l'efficacité est inversement proportionnelle à l'épaisseur du cristal, l'idée est de développer une structure en optique intégrée, où l'épaisseur du guide d'onde optique est environ 100 fois inférieure à celle du modulateur massif. Un cristal d'AsGa aminci sert de guide d'onde pour l'onde infra-rouge et de diélectrique pour la ligne micro-ruban amenant l'onde modulante. Ceci nous permet d'obtenir une efficacité de modulation bien plus importante que pour le modulateur massif
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Sinquin, Jean-Christophe. "Analyse de surface d'onde infrarouge par modulateur acousto-optique." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37618580c.
Full text
4
Rasigade, Gilles. "Modulateur optique haute-fréquence sur subtrat silicium-sur-isolant." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112158.
Full textAbstract:
La photonique silicium apparait aujourd’hui comme le domaine de recherche clef pour les télécommunications optiques avec comme objectif le développement de transmetteurs intégrés compatibles avec la technologie silicium CMOS. Dans ce contexte, mes travaux de thèse ont porté plus spécifiquement sur la structure du modulateur optique sur substrat SOI pour les applications 10 et 40 Gbit/s. La structure active retenue repose sur le mécanisme de déplétion de porteurs au sein d’une jonction polarisée en inverse et permet grâce à un interféromètre Mach-Zehnder de moduler l’intensité du signal optique en sortie. L’étude et l’optimisation des trois figures de mérite principales ont permis de concevoir un modulateur présentant un produit VpLp de 1,7 V. Cm. Des pertes d’insertion de 3 dB et une fréquence de coupure de 35 GHz. La copropagation des signaux électrique et optique a également été étudiée et a validé le fonctionnement du composant jusqu’aux débits de 40Gbit/s. Des échantillons ont été fabriqués au CEA/LETI puis caractérisés à l’IEF. Les résultats expérimentaux obtenus ont permis d’améliorer la conception des modulateurs et d’établir une nouvelle méthode de caractérisation de la région active. Ces travaux ont abouti à la conception d’un modulateur optique silicium présentant des caractéristiques compatibles avec les applications 40Bbit/s et à des résultats généraux pour l’optimisation de ses performances. L’intégration de ce composant avec des sources laser et des photodétecteurs conduira très prochainement à la fabrication d’un transmetteur silicium rapide, nécessaire à l’émergence de la photonique silicium pour les télécommunications optiques intégréesThe silicon photonics has emerged as the key area of research for optical telecommunication with the objective of developing an integrated transceiver fully-compatible with the available CMOS technology. In this context, the work of my thesis is focused on the structure of the optical modulator, integrated on a silicon-on-insulator (SOI) substrate and for applications working at the bitrates of 10 and 40 Gbit/s. Its active structure is based on the carrier depletion obtained in a reverse biased junction and leads to an intensity modulation at the output of a Mach-Zehnder interferometer. The optimization of the structure produced an optical modulator design which exhibits a VpLp product of 1,7 V. Cm. Insertion loss as low as 3dB and a -3 dB cut off frequency of 35 GHz. The light and RF copropagation has been studied as well and has validated the operation of the component at the bitrate of 40 Gbit/s. A CMOS technological process has been established and chips have been fabricated at CEA/LETI then characterized at IEF. Finally, this work has led to the design of a silicon optical modulator with characteristics compatible with 40 Gbit/s applications, as well as general result for the optimization of this component. Its integration with laser sources and photo detectors will lead is the future to the emergence of silicon photonics for integrating optical telecommunication
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Abraham, Alexis. "Développement de modulateurs optiques sur silicium à faible consommation énergétique pour les prochaines générations d'interconnexions optiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS338/document.
Full textAbstract:
Suite au développement remarquable d'Internet, il est attendu que le trafic numérique augmente de manière exponentielle, ainsi que la nécessité d'utiliser des liens de communication très hauts débits. Pour adresser ces problématiques, il est donc essentiel de proposer des systèmes performants avec une consommation énergétique réduite. La photonique sur silicium est une solution prometteuse qui répond à ce besoin en intégrant des fonctionnalités optiques dans un circuit intégré utilisant les procédés de fabrication de pointe de la microélectronique. Dans ce contexte le sujet de thèse porte sur le modulateur optique. Celui-ci doit supporter des hauts débits de transmission, avoir de faibles pertes optiques, et être peu énergivore. Pour respecter ces objectifs, plusieurs paramètres doivent être optimisés en tenant compte des contraintes de fabrications, afin de trouver le meilleur compromis entre ces différents facteurs de mérite. Durant cette thèse, la recherche de l'obtention de meilleures performances du composant a été faite de trois manières. La première approche a été d'améliorer les simulations de la technologie existante de modulateurs à jonction PN. En intégrant les étapes de fabrication dans le processus d'optimisation des performances du composant, les résultats numériques sont plus réalistes. Le point clé de cette étude est la comparaison entre les caractérisations et les simulations de deux architectures différentes de modulateur obtenues dans les mêmes conditions de fabrication. Une partie importante de la thèse a aussi été consacrée au développement de nouveaux modulateurs basés sur l'utilisation d'une capacité verticale intégrée au milieu d'un guide d'onde. Des outils numériques dédiés ont permis de dimensionner deux nouvelles architectures de modulateurs possédant une grande efficacité. Un nouveau procédé de fabrication a été mis en place, et les premiers lots d'étude nous ont permis d'extraire des informations utiles pour la fabrication de ces composants. Enfin, une étude comparative générale entre trois des modulateurs étudiés au cours de cette thèse a été faite. Les résultats permettent de déterminer la configuration optimale pour chaque type de modulateur en fonction de l'application visée. De plus, l'ensemble des données nous a permis de générer un modèle compact pour optimiser rapidement le composant en un temps de simulation réduitWith the outstanding development of the internet, it is expected that global network traffic will grow exponentially, as well as the concern about the need for high-speed links and interconnections. To address these issues, it is then essential to propose performant systems that will support high speed transmission with low power consumption. Silicon photonics is a promising solution and integrate complex optical functions in a silicon chip, by using standard fabrication process used in microelectronic. In this context, the subject of my PhD is focused on the optical modulator which should support high speed transmission, have low optical losses, and have low power consumption. To obtain these constraints, several parameters need to be optimized while taking account fabrication constraints in order to find the best compromise between the different figures of merit. During this PhD, the improvement of the performances of the component was made by three different ways. The first optimization is related to the simulations for the current technology of modulators based on PN junctions. By integrating the fabrication process in the optimization process, more reliable numerical results are obtain. The key point of this study is the comparison of experimental characterizations and numerical simulations of two architectures of modulator. A substantial part of the PhD was also focused on the development of new modulators based on vertical capacitive junctions. The use of dedicated numerical tools reveals several key aspects of these components, and allow us to optimize two different architectures in order to obtain high efficient modulator. A new fabrication process has been established, and several information were extracted from the first run of fabrication. Then, a comparative study between most of modulators reviewed during this PhD was performed. The results allow us to determine which configuration has the best performances depending of the targeted application. In addition, a compact model was generated to optimize the component in a reduced simulation time
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Poffo, Luiz. "Intéraction acousto-optique en optique intégrée sur verre et applications." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10238.
Full textAbstract:
La technologie d'échange d'ions sur verre, développée et maîtrisée à l'IMEP il y a quelques années, a permis la réalisation de nombreuses fonctions optiques pour les télécommunications, pour l'astrophysique et pour la mesure de grandeurs physiques, chimiques et biologiques. Aujourd'hui les recherches sont poussées vers les verres dopés et les structures hybrides pour la réalisation de composants actifs. L'ajout de fonctions optiques non linéaires donne de nouvelles perspectives à cette technologie. Un exemple de non linéarité est une contrainte mécanique exercée sur un guide d'onde. Cette contrainte va changer l'indice de réfraction du guide. Une onde acoustique qui se déplace dans ou sur le verre va changer localement son indice de réfraction. Ce travail de thèse est dédié à l'interaction acousto-optique sur verre. Deux types d'ondes acoustiques sont étudiés, les ondes de volume et les ondes de surface. Le résultat de cette recherche nous a permis de simplifier un capteur de déplacement développé antérieurement au sein du laboratoire et de concevoir un nouvel analyseur de polarisation intégré sur verre. Les perspectives de ce travail sont d'introduire l'effet acousto-optique en optique intégrée sur verre, de l'exploiter et de l'améliorer pour la réalisation de nouvelles fonctions optiquesThe ions exchange technology developed and controlled at IMEP some years ago, has allowed the realisation of a lot of optical functions for telecommunications, for astrophysics and for physical, chemical and biological quantities measurements. Today research is oriented to doped glass and hybridisation for active components realisation. Adding non linear functions gives new prospects to this technology. An example of non-linearity is a mechanical constraint applied on a waveguide. This constraint will change the refraction index of the guide. An acoustic wave which propagates inside or over the glass will change locally its refraction index. This thesis is dedicated to acousto-optics interaction on glass. Two types of acoustic waves are studied, bulk waves and surface waves. The result of this research enabled us to simplify an displacement sensor developed before within the laboratory and to design a new polarisation analyser integrated on glass. The prospects of this work are to introduce the acousto-optics effect in glass integrated optics, to exploit it and to improve it for the realisation of new optical functions
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Gemayel, Pierre. "Optique adaptative par modulateur spatial de lumière en microscopie et holographie." Thesis, Mulhouse, 2016. http://www.theses.fr/2016MULH9294/document.
Full textAbstract:
Depuis les années 50, la récupération de la phase d’un faisceau optique diffracté par un objet quelconque, est un sujet important dans plusieurs domaines scientifiques, comme la microscopie, l’astronomie et bien d’autres. Généralement, les méthodes qui le permettent se divisent en deux grandes catégories : les méthodes interférométriques et les méthodes itératives basées sur la propagation du faisceau. L’intérêt de ces dernières, réside dans le fait qu’elles sont moins sensibles au bruit, et leur implémentation expérimentale est plus simple. Aussi, le développement des techniques informatiques a rendu cette approche plus rapide et plus intéressante. Cependant, même si l’efficacité de ces méthodes a été démontrée dans plusieurs domaines, leur utilisation est restée limitée à cause de certaines exigences sur les conditions expérimentales, et à la non-convergence de leur algorithme vers une solution unique dans un grand nombre de cas. Ceci est encore plus vrai pour les objets dits "objets complexes", possédant une amplitude et une phase, ce qui réduit fortement leur champ d’application. Afin de surmonter ces problèmes de convergence, diverses stratégies expérimentales ont été développées. Elles ont toutes comme principe d’introduire de nouvelles contraintes bien connues dans le plan de l’objet. Cela permet d’augmenter le nombre de spectres acquis, et donc accroitre et diversifier les sources d’informations sur l’objet de base, ce qui va aider l’algorithme itératif à converger plus rapidement vers une solution finale et unique. Comme exemple de ces stratégies expérimentales, on peut acquérir plusieurs spectres provenant de différentes zones de l’objet, ou moduler la longueur d’onde du faisceau incident, ou même enregistrer les spectres dans des plans parallèles, connectés entre eux par la transformée de Fresnel. Dans ce contexte, le présent travail vise à démontrer expérimentalement une technique connue sous SSPR (Spread Spectrum Phase Retrieval), proposé en 2007 par Zhang, tout en lui introduisant un certain nombre de modifications, afin de la rendre plus pratique. L’idée consiste à moduler le front d’onde de l’objet par M phases aléatoires, générées avec un modulateur spatial de lumière à base de cristaux liquides (LC-SLM), puis enregistrer dans le plan de Fourier les M spectres correspondants. Ces M spectres seront ensuite utilisés dans un algorithme itératif permettant de remonter au front d’onde de l’objet initial, en simulant la propagation du front d’onde entre les deux espaces, spatial et fréquentiel.La première partie de cette thèse comporte une étude détaillée sur les modulateurs spatiaux de lumière, afin de pouvoir choisir le mieux adapté à notre application. Une fois que le modulateur à base de cristaux liquides (LC-SLM) est sélectionné, on présentera ses caractéristiques techniques, ainsi que les tests et les étapes de calibrations nécessaires pour assurer son fonctionnement linéaire et optimal. Ensuite, on montrera plusieurs types d’applications possibles avec ce composant, et dans divers domaines scientifiques, comme l’holographie, la microscopie, l’optique adaptative ainsi que les méthodes interférométriques permettant de reconstruire la phase d’un faisceau lumineux. Dans la deuxième grande partie, on concentre notre travail autour de la méthode itérative SSPR. On montrera comment on peut rendre l’application de cette méthode plus simple en utilisant un modulateur spatial de lumière à base de cristaux liquides, et en travaillant dans le plan de Fourier à la place du plan de Fresnel. Cependant, après avoir appliqué expérimentalement cette méthode, on remarque que les résultats obtenus sont très mauvais par rapport aux résultats des simulations. On effectue donc, une étude détaillée concernant les sources de bruits pouvant être responsable de la dégradation de la qualité des reconstructions obtenues. [...]Since the 50s, recovering the phase information of a diffracted beam has a major interest in several fields such as microscopy, astronomy and many others. Generally, the solutions fall into two broad categories: interferometric methods and iterative methods based on beam propagation. The advantage of the latter is that they are less sensitive to noise, and their experimental implementation is simpler. Also, the progress in computer technologies as well in digital imaging devices makes the application of this approach easier and more interesting. However, even if the effectiveness of these methods has been demonstrated in several fields, their use remained limited because of certain requirements on the experimental conditions and the non-convergence of their algorithm to a single solution in many cases. This is even more true for the so-called "complex objects", having an amplitude and a phase, which can greatly reduce their field of application. To overcome the convergence problems and improve the robustness of these methods, many experimental strategies have been employed. They are all based on the same principle, which consists of introducing new well-known constraints in the object plane. This increases the number of acquired spectrum, and therefore diversifies the sources of information about the starting object, which will help the iterative algorithm to converge more quickly towards the final solution. As examples of such experimental strategies, one can record several spectra from different areas of the object, or modulate the wavelength of the incident beam, or also acquire the spectrums across two or more parallel planes connected through Fresnel or Fourier transform.In this context, the present work aims to experimentally demonstrate a technique known as SSPR (Spread Spectrum Phase Retrieval), proposed in 2007 by Zhang, while modifying it in order to make it more flexible. The idea is to introduce, using a liquid crystal spatial light modulator M strong phase modulation into the object field, then record in the Fourier plane the M corresponding spectrums. These M acquisitions will then be used in an iterative algorithm what will allow us to recover the object wavefront by simulating the propagation of the light between spatial and frequency spaces. The first part of this thesis includes a complete study on spatial light modulators; in order to select which one will be best suited for our application. Once liquid crystal spatial light modulators are selected, we present their technical characteristics, as well as the calibration tests needed to ensure their linear and optimal functioning. Then we show several possible applications with this type of component, in various scientific fields, like holography, microscopy, adaptive optics and interferometric methods to reconstruct the phase of a beam.In the second part, we focus our work around the SSPR iterative method. We will show how to make the application of this method simpler by using a liquid crystal spatial light modulator, and by working in Fourier plane instead of Fresnel plane. However, after applying SSPR we have noticed that the quality of experimental results is very inferior to the quality of simulation results. Therefore, a detailed study of the noise sources is conducted. Each of these noise sources adds its own contribution, yet modulator cross-talk remains the factor that deteriorates the most the quality of reconstruction. In fact liquid crystal spatial light modulators are known to have a strong cross-talk between their pixels commonly recognized as fringing field effect. As the pixels are micrometric, each addressed one affects its neighbors, and thus, the phase retardation obtained from a pixel will not be uniform over its entire surface. This will result in a blurring effect of the desired sharp edge between the pixels; therefore, the real displayed phase map will be very different from the addressed one. [...]
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Maine, Sylvain. "Conception d'un modulateur optique ultra-rapide dans la filière silicium." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112235.
Full textAbstract:
Les interconnexions optiques intra-puces constituent une voie alternative pour pallier les limitations des interconnexions métalliques globales dans les prochaines générations de circuits intégrés CMOS. L’objectif des travaux effectués dans le cadre de cette thèse est de réaliser un modulateur optique ultra-rapide intégré dans des microguides d’onde sur SOI (Silicon On Insulator). La structure proposée est basée sur un empilement de multipuits SiGe/Si à modulation de dopage placé dans la région intrinsèque d’une diode pin. L’application d’une polarisation inverse sur la structure provoque la désertion des porteurs, initialement localisés dans les plans de SiGe sous polarisation nulle. Il s’ensuit une variation de l’indice effectif du mode optique guidé dans la structure. L’optimisation de la structure, au moyen de simulations électriques et optiques couplées, permet d’établir un compromis entre une variation d’indice effectif importa nte, de faibles pertes optiques (=3,3 dB/mm) et des fréquences de fonctionnement élevées (>10 GHz). Différentes structures interférométriques sont étudiées pour transformer la variation d’indice effectif en modulation d’intensité : les interféromètres de Mach-Zehnder, les cavités Fabry-Perot et les résonateurs en anneaux. Les approches théoriques de ces structures interférométriques sont validées par des mesures expérimentales. L’ensemble de ces études conduit au dimensionnement de modulateurs intégrés performants et à la définition de l’enchaînement des étapes technologiques nécessaires à leur fabrication. Ce travail est une étape dans la réalisation d’un lien optique complet intégré avec l’électronique CMOSOn-chip optical interconnects are an alternative to solve the limitations of metallic interconnects in the next generations of CMOS integrated circuits. The goal of this work is to realize fast optical modulators integrated in Silicon On Insulator waveguides. The studied structure is based on a stack of silicon-germanium and silicon layers included in a PIN diode. The application of a reverse polarisation on the diode depletes the holes initially confined in SiGe wells and creates a variation of the effective index of the guided mode. The optimization of the structure, using coupled electronic and optical simulations, leads to the establishment of a compromise between important effective index variations, low optical losses (=3,3 dB/mm) and high working frequencies (>10GHz). Three interferometers are studied to transform the effective index variation into intensity modulation: Mach-Zehnder interferometers, Fabry-Perot cavities and ring resonators. Theoretical studies of t hese interferometers are validated by experimental measurements. All these studies lead to the definition of the technological steps necessary to fabricate efficient integrated modulators. This work is a step toward the realization of a complete optical link integrated with CMOS electronics
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Sainte-Rose, Frédéric. "Modulateur acousto-optique à puits quantiques : étude théorique et expérimentale." Valenciennes, 2001. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/f54ffb6f-490e-4edc-9dc7-ec92d0f5ce84.
Full textAbstract:
Nous présentons une nouvelle structure de modulateur acousto-opto-électronique pour les télécommunications optiques. La zone active, formée de puits quantiques, est insérée dans une cavité Fabry-Pérot asymétrique. Nous exploitons l'effet Stark en confinement quantique et l'effet excitonique en présence des contraintes et du champ électrique induits par une onde acoustique de surface. Nous avons mis au point une méthode numérique complète pour l'analyse de la variation du coefficient de réflexion optique du composant. Les profils des champs de déformations et du champ électrique sont déterminés par la méthode polynomiale de Laguerre, les états électroniques par la méthode des éléments finis. Les paramètres optiques sont calculés et le coefficient de réflexion global de la structure obtenu par la méthode des matrices de transfert. L'étude expérimentale est réalisée par photoréflectance et met en évidence la validité du modèle et la faisabilité d'une telle structureWe present a new asymmetric Fabry-Perot acousto-opto-electronic multi-quantum-well modulator structure for optical telecommunications. We elaborated a complete numerical method to analyse the optical reflection coefficient variations produced by various surface acoustic wave powers. We took into account excitonic effect, quantum confined stark effect, strain effect, and the electrical field induced by this SAW. We determined the strain field, as well as the electrical field accompanying the wave using Laguerre polynomial method. Electronic states were calculated by the finite elements method taking account electronic parameter modifications induced by deformations. The complex refractive index was determined from wave functions and energy levels. The overall optical reflection coefficient of the multi-layered modulator is given. The experimental study by photoreflectance shows the validity of our model and the feasibility of such structures
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Bahlak, Samia. "Contribution à l'étude d'un modulateur acousto-optique à puits quantiques." Valenciennes, 1997. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/a93e0d34-1079-4e51-b081-345993233dd1.
Full textAbstract:
Notre travail s'inscrit dans la mise au point de nouveaux circuits intégrées monolithiques de traitement du signal dans la gamme du Ghz. Il porte sur l'étude d'un modulateur acousto-électro-optique formé de multi-puits quantiques ou nous exploitons l'effet du confinement quantique et le phénomène de résonance excitonique. L'absorption optique est modulée par l'effet Stark et les déformations induits par une onde acoustique de surface. Un outil théorique d'optimisation de la structure du modulateur a été mis au point. La méthode des éléments finis est utilisée pour calculer les niveaux énergétiques des bandes de conduction et de valence et les fonctions d'onde électroniques correspondantes tandis que les énergies de liaisons excitoniques sont calculées par la méthode variationnelle. L'influence des différents paramètres sur l'absorption optique est étudiée. L'optimisation donne des résultats très satisfaisants : rapport de contraste de 18db et variation de transmittance de 0,75. Deux prototypes ont été réalisés dans le but de différencier les effets physiques mis en jeu. La caractérisation du composant par photoluminescence et photoréflectance met en évidence la faisabilité du modulateur acousto-electro-optique à puits quantiques et montre la bonne qualité des prototypes réalisés.
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Remiens, Denis. "Etude et réalisation d'un modulateur électro-optique sur arseniure de gallium." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376007020.
Full text
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Remiens, Denis. "Etude et réalisation d'un modulateur électro-optique sur arséniure de gallium." Lille 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LIL10129.
Full textAbstract:
Etude de quelques composants optiques sur homostructures GaAs n-/n+ devant conduire à la réalisation d'un modulateur électrooptique de lumière du type interféromètre de Mach-Zehnder en y pour la longueur d'onde 1,3 mu
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Perségol, Dominique. "Réalisation d'un modulateur électro-optique utilisant l'excitation résonnante des modes guidés." Grenoble INPG, 1988. http://www.theses.fr/1988INPG0022.
Full textAbstract:
On presente l'etude d'un nouveau type de modulateur electrooptique permettant la modulation directe de l'intensite d'une onde optique. La modulation est obtenue par variation des conditions de couplage lors de l'excitation d'un mode guide dans une structure planaire dans le cas d'un couplage par prisme. On propose un modele theorique ainsi que des techniques de caracterisation experimentales permettant de calculer les parametres optiques et electriques de la structure. Cette technique permet de calculer aussi les valeurs des coefficients electrooptiques de materiaux deposes en couches minces
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Mollier, Pascal. "Optique integree : echange protonique dans linbo#3 applique a la realisation d'un modulateur electro-optique de coherence." Besançon, 1992. http://www.theses.fr/1992BESA2005.
Full textAbstract:
Ce manuscrit presente la realisation d'un modulateur de coherence integre sur niobate de lithium. La modulation de coherence necessite l'emploi de retards optiques superieurs a la longueur de coherence de la source utilisee. Pour cette technique de modulation, le codage de l'information est inscrit dans la position relative des differents trains d'ondes transmis par le modulateur. Ce modulateur est de type mach-zehnder, desequilibre par echange protonique. L'echange protonique, localise sur un des bras, permet de creer une zone d'indice extraordinaire plus elevee. Cette zone agit alors comme une lame a faces paralleles inseree dans un des bras d'un interferometre de mach-zehnder massif. Sur l'autre bras, des electrodes permettent l'application d'un champ electrique dans le guide d'onde. Par effet electro-optique, il est possible de moduler legerement, autour de sa position moyenne le retard optique introduit par echange protonique. Dans les premiers chapitres de ce rapport, sont presentes successivement les differents aspects theoriques intervenant dans le principe de fonctionnement du composant: propagation guidee, effet electro-optique, et echange protonique. Dans la suite du memoire sont developpes le principe de fonctionnement, le processus de realisation et les differentes experimentations de caracterisation realisees
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Sanchez, Perez Célia. "Dispositifs optiques intègrés hybrides, verre / polymère électro-optique : applicationà un polariseur et à un modulateur de phase." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0159.
Full textAbstract:
La generalisation actuelle des echanges d'information a conduit a une croissance des besoins en bande passante des systemes de telecommunication. Le traitement tout optique de l'information est devenu necessaire generant un besoin accru des dispositifs optiques pour stocker, controler et traiter d'importantes quantites d'informations. Dans le domaine de telecommunications, l'effet electro-optique des differents materiaux est souvent utilise pour la realisation des composants. Les materiaux organiques offrent de nouvelles perspectives pour le developpement de dispositifs electro-optiques performantes grace a son bon coefficient electro-optique et sa forte bande passante. De plus, la facilite des techniques de mise en uvre facilite leur integration avec d'autres materiaux pour former des composants hybrides multifonctions. Le travail presente a comme objectif la realisation et caracterisation de dispositifs optiques en technologie hybride : un guide de surface fabrique par echange ionique et un polymere electro-optique comme milieu actif. Un polariseur te a ete fabrique en utilisant une methode d'orientation par effet corona, un taux d'extinction de 40 db et des pertes d'insertion de 5 db ont ete obtenus. L'implementation des depots des electrodes transparentes en ito permet la realisation du polariseur te avec une methode d'orientation sous champ electrique par des electrodes. Dans ce cas, un taux d'extinction de 34 db et des pertes d'insertion de 9 db ont ete mesures. Par ailleurs, une modulation de phase electro-optique a ete montree experimentalement avec une tension demi-onde v = 200 v sur une longueur de modulation de 0,3 cm.
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Gendre, Luc. "Conception et réalisation d'un polarimètre de Stokes haute cadence à division temporelle utilisant un unique modulateur à cristaux liquides ferroélectriques pour moduler la polarisation." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00713656.
Full textAbstract:
L'imagerie de polarisation apporte des informations complémentaires à l'imagerie conventionnelle. L'oeil humain n'étant cependant pas sensible à la polarisation de la lumière, l'utilisation d'équipements spécifiques est indispensable. Depuis le XIXème siècle, des scientifiques étudient la polarisation de la lumière: d'abord avec de simples lames polarisantes, puis depuis une vingtaine d'années à l'aide de modulateurs à cristaux liquides (CL). Ces derniers présentent un avantage considérable par rapport aux lames polarisantes: ils permettent des vitesses de modulation de la polarisation de la lumière qui ne peuvent être atteintes avec des lames orientées mécaniquement. Les CL nématiques alignés parallèlement et les CL nématiques en hélice sont les plus répandus aujourd'hui, que ce soit dans des équipements grand public tels que les écrans d'ordinateur, ou dans des équipements professionnels. Ils fonctionnent à des fréquences maximales de l'ordre de 50Hz. La vitesse de fonctionnement de ces CL peut toutefois encore être dépassée en utilisant des CL ferroélectriques, pouvant atteindre le kiloHertz. Ces éléments sont rapportés dans la littérature comme des éléments bistables, donc ne permettant pas de moduler la polarisation incidente de manière accordable, contrairement aux CL nématiques. En d'autres termes, un seul modulateur à CL ferroélectriques ne permet a priori pas d'analyser la totalité de la polarisation. Seulement une fraction de la polarisation linéaire du faisceau incident peut être identifiée.Le présent travail vise à montrer qu'a posteriori des CL ferroélectriques convenablement commandés peuvent être utilisés de manière accordable pour analyser la totalité de la polarisation. Partant d'un modulateur à CL ferroélectriques conventionnel, il est montré dans un premier temps que l'on peut analyser la totalité de la polarisation linéaire dès lors que la commande électrique est adaptée. Puis dans un deuxième temps, en exploitant la dépendance en longueur d'onde du comportement du modulateur, nous démontrons que cet élément optique peut être utilisé pour analyser la totalité de la polarisation du faisceau incident, c'est-à-dire la composante linéaire aussi bien que circulaire. Un polarimètre à division temporelle est développé pour prouver la faisabilité d'un polarimètre n'utilisant qu'un seul et unique modulateur à CL ferroélectriques pour tout élément polarisant. Un défaut a également été mis en évidence dans la restitution de l'information de polarisation avec un polarimètre à division temporelle lors de l'observation d'objets en mouvement. Avec un tel système, l'acquisition des différentes images d'intensités nécessaires à l'estimation de l'information de polarisation se fait séquentiellement. Par conséquent, le mouvement d'un objet dans la scène pendant la phase d'acquisition se répercute sur la séquence d'images d'intensités, ce qui produit des artéfacts lors de l'estimation de la polarisation. Des solutions à ce problème sont proposées.
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Faderl, Ingo. "Étude et réalisation d'un modulateur électro-optique utilisant des polymères non linéaires dans un circuit optique intégré sur silicium." Grenoble INPG, 1994. http://www.theses.fr/1994INPG0102.
Full textAbstract:
La these demontre la faisabilite d'un modulateur electro-optique avec des polymeres non lineaires en optique integree sur silicium. Le modulateur est base sur un interferometre de mach-zehnder. L'originalite de ce travail repose sur l'hybridation d'un polymere non-lineaire sur un circuit optique integre passif. Seuls les guides actifs sont fabriques avec des polymeres non-lineaires. Le reste du modulateur est fabrique a l'aide de nitrure de silicium et de silice. Le premier chapitre rappelle les principes de l'optique non-lineaire avec les polymeres. La birefringence, l'absorption, le decalage du spectre d'absorption et le coefficient electro-optique ont ete exprimes en fonction de l'orientation des chromophores. Le deuxieme chapitre traite d'optique guidee dans les materiaux non lineaires. Des simulations ont ete entreprises dans le but de definir la structure guidante presentant le meilleur compromis entre l'utilisation optimale de la non-linearite et le minimum de perte lors du guidage optique. Ensuite, les principes de la fabrication du modulateur sont expliques. La compatibilite physico-chimique des polymeres avec la photo-lithographie et la gravure ionique reactive est un point important. La gravure ionique reactive est decrite en detail pour les polysiloxanes et le pmma. Finalement, le modulateur a ete caracterise en terme de pertes de propagation et de couplage, de coefficient electro-optique, de bande passante et de taux d'extinction
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Larchanché, Jean-François. "Etudes pour la réalisation d'un modulateur électro-optique à ondes progressives sur polymères." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-69.pdf.
Full textAbstract:
Le modulateur électro-optique à ondes progressives est un bon candidat pour la modulation à haute fréquence. Une revue des différents types de modulateurs sur niobate de lithium et sur semi-conducteur III-V met en relief les bénéfices de l'utilisation d'une ligne microruban et la nécessité d'utiliser un matériau mieux adapté à cette application. De ce point de vue, les polymères se révèlent des matériaux de choix : ce sont généralement des diélectriques à faible pertes, ils sont facilement adaptables dans une configuration micro-ruban et l'efficacité de leur fonction électro-optique peut s'avérer supérieure à celle des matériaux inorganiques. Cette étude reprend les différentes étapes de la conception et de la réalisation du modulateur : -caractérisation des polymères aux longueurs d'ondes millimétriques et optiques ; -conception de la ligne hyperfréquence et du guide optique ; -mise en place d'un procédé de fabrication ; -caractérisation de guides optiques et de lignes hyperfréquences sur polymères.
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Socié, Ludovic. "Interaction acousto-optique dans les matériaux périodiquement structurés." Thesis, Besançon, 2014. http://www.theses.fr/2014BESA2014/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse visent à proposer un nouveau type de modulateur acousto-optique intégré exploitantdes ondes élastiques guidées à la surface du niobate de lithium. Ce matériau piézoélectrique permet en effet deréaliser des guides d’ondes optiques intégrés ainsi que des transducteurs à ondes élastiques efficaces. La modulationacousto-optique y reste cependant classiquement limitée par le recouvrement partiel des deux types d’ondes. J’aicherché à développer un nouveau type de guide d’ondes élastiques de surface exploitant les résonances d’épaisseurd’électrodes épaisses et permettant une meilleure exploitation de la conversion d’énergie électrique en énergieélastique dans les dispositifs intégrés.Dans un premier temps, j’ai développé un moyen de confiner l’énergie acoustique en surface afin de l’utiliserplus efficacement. Je me suis tourné vers la réalisation de transducteurs à peignes interdigités pour les ondes acoustiquesde surface permettant de confiner l’énergie qu’ils génèrent dans des électrodes à haut facteur de forme. Lacaractérisation de ces dispositifs a permis de démontrer un fort confinement de l’énergie mécanique, concomitantd’une absence de diffraction à la surface du matériau. Ces dispositifs acoustiques permettent ainsi un guidage del’énergie acoustique dans les trois dimensions de l’espace avec une largeur transverse aussi petite que la longueurd’onde.Dans un second temps, j’ai réalisé des modulateurs acousto-optiques utilisant les transducteurs précédents. Cesmodulateurs sont fondés sur un interféromètre de Mach-Zehnder dont un bras est soumis à l’interaction acoustooptique.Les expériences réalisées ont permis de montrer une modulation de l’onde optique aux fréquences de résonancedes transducteurs à haut facteur de forme. La transmission spectrale de ces interféromètres est par ailleurscannelée en raison d’une légère asymétrie des bras de l’interféromètre. Nous avons observé, à fréquence nulle, unfort décalage en longueur d’onde du spectre cannelé d’environ 20 nm. Ce décalage reste encore inexpliquéThis thesis intended to propose a new kind of integrated acousto-optical modulator exploiting guided elasticwaves on the surface of a lithium niobate substrate. This piezoelectric material makes it possible to integrate opticalwaveguides as well as efficient elastic waves transducers. Classically, the acousto-optical modulation remainslimited by the partial overlap of the two kind of waves. I have sought to develop a new kind of surface elasticwaveguide exploiting the thickness resonances of thick electrodes allowing a better exploitation of electric energyto elastic energy conversion in integrated devices.First, I have developed a way to confine the acoustic energy at the surface to use it more efficiently. I turnedtowards the realization of interdigitated transducers for surface acoustic waves allowing to confine the generatedenergy in the high aspect ratio electrodes. The characterization of such devices allowed to demonstrate a strongconfinement of the mechanical energy at the surface of the material. These acoustic devices allowed for diffractionlessguiding of the acoustic energy in the three dimensions of space over a transverse width as small as thewavelength.The second part of this thesis was dedicated to the realization of acousto-optical modulators using the previoustransducers. These modulators are based on a Mach-Zehnder interferometer including one arm subjectd to theacousto-optical intercation. Due to a slight asymmetry of the interferometer arms, the spectrale transmission with awhite light source gives a channeled spectrum. Experiments have shown an optical wave modulation at resonancesfrequencies of the high aspect ratio transducers. We have observed, at zero frequency, a strong wavelength shift ofchanneled spectrum of about 20 nm. This shift remains unexplained
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Lùcio, de Sales Damas Pedro Alberto. "Effet Pockels dans les guides d'onde en silicium contraint : Vers la modulation optique à haute vitesse et faible consommation d'énergie dans le silicium." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS178/document.
Full textAbstract:
Ce travail est centré sur l'étude des non-linéarités de deuxiéme ordre dans le silicium vers une modulation optique à faible puissance et haute vitesse. Étant un cristal centro-symétrique, le silicium ne possède pas une susceptibilité non linéaire de deuxiéme ordre (X2), ce qui inhibe l'effet Pockels, un effet électro-optique linéaire couramment utilisé dans la modulation de la lumière dans les communications optiques. Une solution possible pour vaincre cette limitation est par application de contraint et déformation de la maille cristalline, ce qui rompt localement la centro-symétrie du cristal et génère X2.Dans cette thèse, nous abordons le problème de la génération de X2 dans le silicium par l'utilisation de la contrainte, couvrant toutes les étapes de la recherche: nous partons de bases théoriques développées par nous, on simule l'ensemble des effets de contraints, optiques et électriques, on décrit la fabrication des dispositifs et finalement on présent la caractérisation expérimentale de ces dispositifs.Dans ce travail de recherche, nous avons pu détecter des effets très particuliers qui sont attribués au effet Pockels, comme par example une dépendance claire de l'orientation du cristal sur l'efficacité de la modulation et aussi la modulation à haute fréquences, plus élevées que celles attendues par autres contributions. Ces résultats sont très prometteurs et se composent d'une nouvelle étape vers la mise en œuvre, dans un avenir proche, de la modulation à grande vitesse et à faible puissance dans les dispositifs de siliciumThis work is devoted to the study of second order nonlinearities in silicon towards low power, high speed modulation. Being a centro-symmetric crystal, silicon does not possess a second order nonlinear susceptibility (X2), which inhibits Pockels effect, a linear electro-optic effect commonly used in the modulation of light in high speed communications. A possible solution to overcome this limitation is by straining/deforming the crystal lattice, which locally breaks the centro-symmetry of the crystal and generates X2.In this thesis, we approach the problem of generating X2 in silicon through the use of strain, covering all the research stages: we depart from newly developed theoretical grounds, simulate together the strain, optical and electrical effects together, describe the fabrication of the devices and present the experimental characterization.In our research work, we were able to detect very particular effects which are attributed to Pockels effect, such as a clear dependence of the crystal orientation on the modulation efficiency and high speed modulation, at frequencies higher than those expected from other contributions. This results are very promising and consist on a step further towards the possible implementation of high speed, low power modulation in silicon devices in the near future
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Douix, Maurin. "Etude de l'intégration d'un composant capacitif pour la modulation haut débit et basse consommation dans une plateforme photonique sur silicium." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS127/document.
Full textAbstract:
Les centres de données subissent une augmentation exponentielle du trafic de données, à laquelle la photonique sur silicium apporte une solution grâce à de forts volumes de production, à faibles coûts et à haut rendements. Aujourd'hui la consommation énergétique est un défi supplémentaire à relever face à la densification du réseau. Le modulateur capacitif permet en particulier de réduire la part d'énergie consommée par l'émetteur du circuit photonique qui réalise la modulation d'intensité optique. Les travaux d'intégration et de conception réalisés au cours de cette thèse consistent à introduire un isolant diélectrique au centre du guide d'onde, pour former une capacité silicium/ oxyde/ poly-silicium en régime d'accumulation. Une première version consiste à empiler l'isolant horizontal entre les deux semiconducteurs. Une seconde version complémentaire emploie un isolant vertical au centre du guide d'onde ruban à fente. La première génération de ces composants permet de démontrer leur faisabilité dans la plateforme industrielle de STMicroelectronics. Les mesures conduites au C2N, au CEA-LETI et à STMicroelectronics évaluent les compromis entre l'efficacité, atout du modulateur capacitif, les pertes d'insertion et la bande passante du composant à isolant horizontal. Des pertes de 3 dB/mm sont extraites, dont seulement 0.5 dB/mm dues au poly-silicium. Un taux d'extinction de 2 dB est mesuré à travers 700 µm sur un diagramme de l'œil à 10 Gb/s, grâce à un produit VpLp=5.5 V.mm à 15 nm d'épaisseur d'oxyde (1.2 pF/mm). La consommation électrique du modulateur capacitif est finalement optimisée pour atteindre 1 pJ/bit à 0.9 VppGlobal datacenter data exchange is exponentially growing and silicon photonics is the key answer, thanks to high production volume, at low cost and high yield. Today, energy consumption is a new challenge highlighted by network densification. Capacitive modulators address a specific reduction of the power dedicated to the photonic circuit emitter for light intensity modulation. Design and integration of capacitive modulators are carried out during this thesis. It consists of inserting a dielectric insulator within the optical waveguide center, in order to shape a capacitance with a silicon/ oxide/poly-silicon stack in accumulation regime. A first device is made up of an horizontal insulator stacked between the semiconductors. A second device type comprises a vertical insulator in the center of a slot rib waveguide. The first fabrication release demonstrates device feasibility within STMicroelectronics industrial platform. Characterization results of the first device type from C2N, CEA-LETI and STMicroelectronics evaluate the trade-offs between efficiency - featured by capacitive modulators - insertion losses and bandwidth. 3 dB/mm insertion losses are measured, including 0.5 dB/mm poly-silicon absorption only. 2 dB extinction ratio through 700 µm is evaluated on a 10 Gb/s eye diagram, thanks to a VpLp =5.5 V.mm at 15 nm oxide thickness (1.2 pF/mm). Capacitive modulator power consumption is eventually optimized for 1 pJ/bit at 0.9 Vpp
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Cordat, Arnaud. "Conception et réalisation d'une structure de multipuits quantiques SiGe/Si pour la modulation optique." Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112099.
Full textAbstract:
Les travaux effectués au cours de cette thèse participent au développement de composants optoélectroniques dans la filière silicium, avec les procédés technologiques de la microélectronique. Ils portent sur l'étude théorique et expérimentale d'un modulateur de lumière fonctionnant à la longueur d'onde de 1,3 microns. Il est basé sur une structure originale de multipuits SiGe/Si à dopage modulé, réalisée par croissance épitaxiale sur substrat " silicium sur isolant ". Cette structure est placée dans la région intrinsèque d'une jonction pin afin de contrôler la densité de trous capturée dans les puits SiGe par la différence de potentiel appliquée en inverse sur la jonction. La modulation optique est obtenue par la variation des indices de réfraction des couches SiGe en fonction de la concentration de trous. L'écriture d'un outil de simulation basé sur la méthode des plans d'expériences a permis de déterminer les influences respectives des nombreux paramètres de la structure sur l'efficacité du dispositif. Les étapes technologiques ont été définies et validées par la réalisation de composants de test. Les profils de germanium et de dopant ont été mesurés par spectroscopie de masse des ions secondaires. Les informations recueillies ont étayé la validité de l'application des mesures de capacité en fonction de la tension à la structure considérée pour déterminer en particulier la périodicité des multicouches SiGe/Si de la structure. Le dimensionnement des modulateurs de test a été spécifiquement considéré. La modulation optique a été mise en évidence par la variation du coefficient de transmission des multicouches en fonction de la différence de potentiel qui leur est appliquée. Ces travaux constituent la première étape de la réalisation de modulateurs optiques basés sur une structure de multipuits SiGe/SiThis work deals with the study of a silicon based optoelectronic modulator operating at the wavelength of 1,3 microns and built by the use of microelectronic technology processes. An original doping modulated SiGe/Si multiquantum well structure is grown on a "silicon on insulator" substrate. The structure is embedded in a pin junction, so as to control the quantum well hole density by a reverse bias. Optic modulation is achieved by the mean of the refractive index variation versus hole density. As the junction is reverse biased, the device is essentially capacitive, which is part of its originality. First, a multifactor simulation analysis tool was written to study the design of the structure. Then the technological stages have been validated by first run devices. The structure was grown locally by chemical vapour deposition. The germanium and doping profiles are recorded by secondary ion mass spectroscopy. The capacity-voltage measurements performed on the reverse biased junction enables to check the hole depletion process and to evaluate the multiquantum well periodicity. Optic modulation is evidence by measuring the optic transmission variation of the multilayer structure versus the applied bias. This work constitutes the first stage of the realization of optoelectronic modulators based on SiGe/Si multiquantum well structure
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El, Gibari Mohammed. "Conception optique et hyperfréquence d'un modulateur électro-optique sur polymère : optimisation de transitions ultra-large bande pour l'électrode de commande." Phd thesis, Université de Nantes, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00751910.
Full textAbstract:
Les polymères électro-optiques devraient permettre de réaliser à terme des modulateurs de meilleures performances au moindre coût que ceux à base des cristaux inorganiques comme LiNbO3 et des semi-conducteurs comme GaAs. Cette thèse porte sur la conception de la structure optique et hyperfréquence d'un modulateur Mach-Zehnder sur polymère, en vue de démontrer la faisabilité de sa réalisation à base du polymère électro-optique PIII (PGMA/DR1). L'étude de la structure optique à l'aide du logiciel OptiBPM a permis d'abord de dimensionner la section droite du guide d'onde monomode avec un fort taux de confinement, afin de minimiser l'absorption de l'onde évanescente par l'électrode métallique et la tension de commande du modulateur. L'étude des jonctions Y a abouti à un compromis entre les pertes par absorption du polymère PIII et celles par courbure, tout en respectant la distance minimum requise entre les deux bras de l'interféromètre Mach-Zehnder permettant d'éviter que le champ appliqué à un bras ne déborde sur l'autre. Afin de réduire le coût de fabrication des modulateurs et de faciliter leur caractérisation sur wafer avec des pointes CPW, nous avons étudié des transitions coplanaire et microruban très large bande sans via-holes ni motif dans le plan de masse. Les résultats de mesures et de simulations effectuées à l'aide du logiciel HFSS sont en très bon accord pour les transitions aussi bien sur le substrat commercial NH9338 que sur le polymère SU8 en couche mince de 8 µm. Les simulations prévoient une bande passante de 420 MHz à 60 GHz pour une transition GCPW-MS-GCPW sur le polymère NOA61 en couche mince avec une métallisation d'argent de 6 µm.
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Abelard, Clément. "Micro modulateur spatial de lumière transmissif pour modulation de phase et d’amplitude." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT092/document.
Full textAbstract:
Le LETI possède un savoir-faire permettant de réaliser des micro modulateurs spatiaux de lumière (Spatial Light Modulators, SLMs) réalisés en technologie microélectronique sur silicium, ayant des très grandes résolutions et de très petits pas de pixels. Le LETI souhaite utiliser une technologie LCD particulière (la technologie IPS) dont d’une part les performances électro-optiques dans le domaine des micro-écrans ne sont pas connues mais d’autre part permet de garder des coûts réduits et de réduire le nombre d’étapes de fabrication. L’objectif de cette thèse est d’évaluer sur la base de simulations puis de réalisations techniques, les performances d’un micro-SLM IPS utilisé en modulation de phase et d’amplitude.Les recherches effectuées au cours de cette thèse portent sur 4 axes d’études. Le premier axe consiste à la recherche et à l’essai d’un logiciel spécifique (LCDMaster) permettant de simuler des cellules à cristaux liquides ainsi que des électrodes flottantes. Le second axe consiste à étudier en fonction du design du pixel et des différents modes d’alignements des cristaux liquides (Homogène, vertical et twisté) avec un pilotage de type IPS, les performances en modulation de phase. Les meilleurs résultats sont obtenus pour un alignement vertical fournissant un déphasage de 2 Pi. De plus, les performances d’un dispositif d’optique adaptative intégrant le SLM étudié ont été investiguées. Le troisième axe d’étude, consiste avec le même logiciel à investiguer sur les performances d’un SLM à cristaux liquide avec un pilotage de type IPS utilisant un alignement homogène en modulation d’amplitude (étude statique et dynamique). Cette étude permet également d’étudier les possibilités de diminution du temps de réponse de la cellule. Cette étude a aboutie à deux designs de SLM. Le premier design avec deux niveaux d’électrodes séparés par un isolant permettant de reproduire un effet type « cage de faraday ». La seconde a permis de diminuer de manière drastique le temps de réponse. Le quatrième axe de recherche consiste à tester des prototypes basés sur ces deux designs pour vérifier les performances obtenues en simulation grâce à un banc de caractérisation électro-optique. Des résultats concordants ont étés obtenus et de nouveaux types de SLM à pilotage IPS proposant un temps de rafraichissement rapides se rapprochant de l’état de l’art ont donc pu être désignés et caractérisésLETI possesses an expertise allowing to realize Spatial Light Modulators (SLMs) made in microelectronic technology on silicon, having very high resolutions and very small pixel steps. LETI wishes to use a specific LCD technology (IPS technology), on the one hand the electro-optical performances in the field of micro-display had to be investigated but on the other hand allows to keep costs down and reduce the number of manufacturing steps. The objective of this thesis is to evaluate on the basis of simulations and technical achievements, the performance of a micro-SLM IPS used in phase modulation and amplitude.Our investigations have been carried out on four major areas of study. The first axis is the search and testing of a specific software (LCDMaster) to simulate liquid crystal cells and floating electrodes. The second axis according to different designs of pixel and the different liquid crystal alignment modes (Homogeneous, vertical and twisted) with an IPS type control, to investigate the performances in modulation phase. The best results were obtained for a vertical alignment providing a phase shift of 2π. In addition, the performance of an adaptive optics device integrating the studied SLM has been investigated. The third axis of study focused on the performance investigation of a liquid crystal SLM with an IPS-type control using a homogeneous alignment in amplitude modulation (static and dynamic study). This study also makes it possible to study the possibilities of reducing the response time of the cell. It resulted in two SLM designs. The first design with two levels of electrodes separated by an insulator to reproduce a Faraday type effect. The second has drastically reduced the response time. The fourth area of research consists in testing prototypes based on these two designs to validate the performances obtained in simulation. Concordant results have been obtained and new types of IPS-controlled SLMs with state-of-the-art refreshing times have thus been designated and characterized
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El, Mansouri Ibrahim. "Sources impulsionnelles picosecondes tout optique à très haut débit : applications aux télécommunications optiques." Thesis, Dijon, 2013. http://www.theses.fr/2013DIJOS064/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse présente les travaux effectués pour la réalisation de sources optiques fibrées d’impulsions picosecondes cadencées à 40 GHz dans la bande C des télécommunications. Dans une première partie, nous présentons des études numériques et expérimentales mises en place pour la génération d’un train d’impulsions cadencé à 40 GHz par la compression non-linéaire d’un battement sinusoïdal via un processus de mélanges à quatre ondes multiples. Afin d’obtenir des impulsions stables, le battement sinusoïdal initial est obtenu par la modulation en intensité d’un signal continu grâce à un modulateur Mach-Zehnder piloté au point nul de transmission. Nous démontrons également l’amélioration de la qualité des impulsions générées par la suppression de la diffusion Brillouin stimulée grâce à la mise en place d’isolateurs optiques dans la ligne fibrée de la source. Nous présentons ensuite la génération d’impulsions ultra-courtes grâce à un compresseur non-linéaire composé de quatre étages fibrés. Le train d’impulsions obtenu est alors codé puis multiplexé jusqu’à un débit optique de 160 Gbit/s. Dans la dernière partie, nous présentons les démarches mises en place en vue d’un transfert technologique, telles que la réalisation d’un prototype de la source, la recherche d’antériorité et l’étude de marchéThis thesis presents the work carried out on the realization of fibered 40-GHz picosecond optical pulse sources in the telecommunications C-band. In the first part, we present a numerical and experimental study of the generation of 40-GHz pulse trains thanks to the nonlinear compression of an initial beat-signal by multiple Four-Wave Mixing process. Enhanced temporal stability is achieved by generating the sinusoidal beating thanks to a Mach-Zehnder modulator driven at its zero-transmission working point. In order to improve the quality of the generated pulses, we also demonstrate the suppression of stimulated Brillouin back-scattering by inserting several optical isolators into the compression line. In the next part, we present the generation of low duty-cycle pulse trains by using a nonlinear compressor line based on 4 segments of fiber. The generated pulse trains have been encoded and then multiplexed to achieve a high bit rate signal (160 Gb/s). In the last part, we present the technology transfer steps of this optical source, such as creating a prototype of the source, prior art search and market research
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Vu, Thi Nhung. "Composants optoélectroniques à faible consommation en III-V sur silicium." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS172/document.
Full textAbstract:
La photonique sur silicium est envisagée comme une solution technologique très prometteuse pour le remplacement des interconnexions électriques par des interconnexions optiques devant se produire dans les prochaines années. Des dispositifs optoélectroniques comme des sources lasers, des modulateurs et des détecteurs, ont été développés pour la réalisation de circuits intégrant des émetteurs/récepteurs. Parmi les défis devant être relevés pour faire avancé la photonique sur silicium, la réduction de la consommation électrique du modulateur est un point crucial. L’intégration des composants passifs et actifs en utilisant une seule et même technologie est également un enjeu majeur pour les futurs systèmes de communication optique. Grâce au développement de l'intégration hybride de semi-conducteurs III-V sur silicium pour la réalisation de sources laser sur silicium, de nouvelles voies peuvent être envisagée pour réaliser des modulateurs optiques et des photodétecteurs efficaces et compacts. De plus, les cristaux photoniques 2D (PhC) et spécifiquement les structures à ondes lentes, qui sont connues pour renforcer les interactions entre la lumière et la matière peuvent apporter des solutions intéressantes pour diminuer de manière ultime la puissance consommée.Dans ce contexte, les travaux menés durant ma thèse ont porté plus spécifiquement sur la conception, la fabrication et la caractérisation de modulateurs à électro-absorption à onde lente en semiconducteur III-V sur silicium. Dans une première partie consacrée à la modélisation, une attention particulière est portée à la conception du cristal photonique et au couplage de la lumière du guide silicium vers l’onde lente. Les performances de la structure optimisée sont aussi analysées, donnant un modulateur de seulement 18.75 µm de longueur fonctionnant à 15 GHz avec un taux d’extinction supérieure à 5 dB sur une gamme spectrale supérieure à 10 nm. Par la suite, l’ensemble des procédés de nanotechnologies durant la thèse pour la fabrication des dispositifs sont présentés. Enfin, les résultats expérimentaux obtenus au cours de cette thèse démontrent l’effet Stark Confiné Quantiquement et l’effet de photodétection obtenu sur les structures intégrées.Les perspectives de ce travail de thèse concernent la réalisation de circuits intégrés photoniques complets, incluant sources lasers, modulateurs à électroabsorption et photodétecteurs en utilisant une seule et même technologieSilicon photonics is considered as a promising solution to replace electrical interconnections in the next years. Among the remaining challenges, the driving power of the active devices has to be minimized. Furthermore the use of a common technological platform for the realization of Silicon (Si) photonics passive and active devices would present a great interest in term of fabrication complexity and cost. III-V on Si is a good candidate for such a common technological platform as the physical properties of III-V semiconductors allow for active functionalities such as III-V on Si laser which have already been successfully demonstrated. In this perspective, 2D photonic crystals (PhCs) and slow light structures, which are known to intrinsically reinforce light/matter interactioncan alsobring interesting opportunities.In this context, the work is focused on the design, fabrication and characterization of slow-light III-V- on-silicon electroabsorption modulators. In a first part, the photonic crystal structure and light coupling from silicon waveguide to slowlight III-V waveguide are designed and modeled. The performance of the optimized structure is analyzed, showing a modulator operating at 15 GHz and exhibiting an extinction ratio of more than 5 dB over a spectral range of more than 10 nm, using a 18.75 µ;m-long modulator. Subsequently, the masks and fabrication steps for a hybrid III-V photonic crystalon Si modulators are presented. Finally, the experimental results obtained during this thesis are presented, showing Quantum Confined Stark Effect and photodetection in the waveguide integrated structures.The reported works open perspective towards the integrating of optical modulators with III-V on silicon nanolasers and photodetectors using a single technology
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Merzouk, Khalil. "ÉTUDE D'UN SYSTÈME BAS COÛT DE TRANSMISSION OPTIQUE PAR MULTIPLEXAGE TEMPOREL." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00348066.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est de réaliser un système de transmission optique bas coût en multiplexage temporel (OTDM), pour un débit global de 10 Gb/s. Le train de pulses optique nécessaire au système a été généré par modulation externe d'une source optique continue, avec une modulateur d'intensité. Les simulations ont été concluantes quant à la faisabilité du système étudié. Une étude théorique a permis de résoudre le problème lié aux interférences cohérentes dues à la nature de la source utilisée. Les performances du système de multiplexage expérimental ont été comparées pour deux sources optiques différentes. Le démultiplexage est réalisé avec un modulateur à électroabsorption (EAM). Des valeurs de Taux d'Erreur Binaire (TEB) inférieures à 10-10 ont été obtenues expérimentalement sur chaque canal extrait. Le système est adapté pour une combinaison avec la technique de multiplexage en longueur d'onde (WDM).
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Peloux, Marius. "Nouveaux composants optiques pixellisés pour la correction visuelle : modélisation, optimisation et évaluation." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112202/document.
Full textAbstract:
Ce manuscrit de thèse traite de l’étude de verres ophtalmiques microstructurés et plus particulièrement pixellisés, ces derniers pouvant présenter un intérêt particulier en optique active pour la correction de la presbytie. Une étude théorique est proposée, permettant d’analyser les performances optiques d’une lentille pixellisée en termes de transport d’image et d’identifier les paramètres qui ont un impact direct sur ces performances. Après validation expérimentale des résultats obtenus, nous constatons puis expliquons l’effet sur l’observation d’une scène de l’excentrement de l’œil par rapport à la fonction de phase du verre. Nous étudions l’effet du repliement de phase inhérent aux limites des technologies de fabrication, qui vient ajouter un chromatisme axial aux défauts visuels engendrés par la pixellisation. Nous nous intéressons ensuite aux applications possibles de la pixellisation en optique passive. Nous prouvons que pour une application visée, des lentilles binaires non pixellisées, dont nous optimisons la qualité optique, conduisent à de meilleurs résultats que les lentilles pixellisées. L’impact sur l’acuité visuelle des phénomènes diffractifs parasites induits par la pixellisation est évalué au moyen d’un banc de mesure utilisant la simulation de certaines images telles qu’elles seraient vues au travers de verres ophtalmiques pixellisés. Enfin, nous menons une étude de l’aspect esthétique d’un verre pixellisé vu par un observateur externe, à partir de modèles de calcul hybrides mêlant optique géométrique et optique de FourierThis thesis investigates microstructured and more particularly pixelated ophthalmic glasses, the latter raising some hope for the active correction of presbyopia. A theoretical study is developed for the analysis of the optical performances of a pixelated lens in terms of image transport and leads to the identification of the parameters which have an impact on these performances. After experimental validation of the results obtained, we note and then explain the effect on the observation of a scene of eye displacement with respect to the optical function of the eyeglass. We study the effect of phase wrapping, which is inherent in the limits of the technologies implied in the manufacturing process and adds an axial chromatism effect to the visual defects generated by pixelation. We are also interested in the potential applications of pixelation in the field of passive optics. We prove that for a given application, non pixelated binary lenses, the optical quality of which we optimize, lead to better results than pixelated lenses. The impact on visual acuity of the parasitic diffractive phenomena induced by pixelation is evaluated with an optical bench using the simulation of test images seen through pixelated lenses. Finally, we study the aesthetic aspect of a pixelated component as seen by an external observer, using hybrid calculation models based on both geometrical and Fourier optics
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Kabalan, Ali. "Etude de systèmes radio sur fibre pour des applications de réseaux domestiques en bande millimétrique." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1013/document.
Full textAbstract:
La croissance sans cesse de la demande des débits de données élevés durant ces dernières décennies, soutenue par le déploiement des réseaux optiques permettant un débit de l’ordre de plusieurs Gbit/s a conduit naturellement vers l’intérêt de développement des applications à 60 GHz dans les réseaux locaux. Des normes telles que l’IEEE 802.15.3c et IEEE 802.11ad pour la transmission sans fil en bande millimétrique ont été proposées. A de telles fréquences, les pertes en espace libre sont très élevées et les ondes radios ne traversent pas les murs. Les liaisons radio sur fibre (RoF), utilisées comme déport optique d’une pièce vers une autre, permettent ainsi la distribution des signaux très haut débit dans toute la maison ou dans l’ensemble du bâtiment, en palliant le défaut de faible distance de propagation en espace libre. L’accès, par la modélisation des circuits électriques équivalents de chacun des composants du système considéré, à la simulation de ces systèmes RoF permet une optimisation du système en termes de qualité de transmission. Ainsi, les caractéristiques optiques et électriques des composants constituant les systèmes RoF sont étudiées et analysées conjointement ce qui offre la possibilité de la conception de circuits intégrés photonique-RF. Cette thèse concerne l’étude et simulation des liaisons RoF à l’aide de circuits électriques équivalents de composants photoniques. Cette étude est destinée aux applications sans fil à 60 GHz de grande bande passante permettant un très haut débit de transmission. La technique de modulation d’intensité directe ou externe et détection directe est privilégiée à une fréquence intermédiaire afin d’assurer la simplicité et le bas coût du système. Le signal radio est ensuite transposé sur une porteuse dans la bande 60 GHz. Dans un premier temps, pour valider les modèles des circuits électriques équivalents développés, les caractéristiques mesurées des composants optoélectroniques sont comparées aux résultats de simulation. Ensuite, l’étude de caractérisation est menée à l’échelle système par analyse des paramètres analogiques comme le gain, le bruit et non-linéarité. La dynamique de différentes liaisons RoF peut ainsi être déterminée. La transmission des signaux numériques complexes de type OFDM est finalement réalisée par une méthode de co-simulation numérique/analogique. La qualité de transmission est étudiée par évaluation de l’amplitude du vecteur d’erreur (EVM) des constellations des signaux numériques. L’étude est effectuée et validée dans un premier temps conformément à la norme ECMA-368 dédiée à la bande centimétrique et ensuite étendue à la bande millimétrique conformément à la norme IEEE 802.15.3c. Pour finir, l’effet du canal en espace libre à 60 GHz est considéré afin d’analyser la transmission de bout en boutThe growth continually demand of higher data rates in recent decades, supported by the deployment of optical networks allowing a flow of the order of several Gbit/s naturally leads to application development interest on 60 GHz local networks. Standards such as IEEE IEEE 802.15.3c and 802.11ad for millimeter-band wireless transmission have been proposed. At such frequencies, the free space loss is very high and the radio waves do not penetrate walls. The radio over fiber links (RoF), used as optical link from one room to another and enable the distribution of high-speed signals throughout the home or throughout the building, overcoming the failure for low distance free space propagation. Access, by modeling the electrical equivalent of each component of the system considered circuits, simulation of the RoF systems enables optimization of the system in terms of transmission quality. Thus, the optical and electrical characteristics of components of RoF systems are studied and analyzed together which offers the possibility of designing integrated photonic-RF circuits. This thesis concerns the study and simulation of RoF links using electrical equivalent circuits of photonic components. This study is intended for wireless applications at 60 GHz of bandwidth for a high transmission rate. The modulation technique of direct or external intensity and direct detection is preferred at an intermediate frequency in order to ensure simplicity and low cost of the system. The radio signal is then transposed onto a carrier in the band 60 GHz. First, to validate the models developed electrical equivalent circuit, the measured characteristics of optoelectronic components are compared with simulation results. Then, the characterization study is conducted to the scale by analysis of analog parameters such as gain, noise and non-linearity. The dynamics of different RoF links can thus be determined. Transmitting OFDM complex digital signal is finally achieved by a method of digital / analog co-simulation. The transmission quality has been studied by evaluation of the magnitude of the error vector (EVM) constellations digital signals. The study is conducted and validated as a first step in accordance with the ECMA-368 standard dedicated to the centimetric band and then spread to the millimeter band from IEEE 802.15.3c standard. Finally, the channel effect in free space at 60 GHz is considered to analyze the transmission end to end
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VOIRIOT, VINCENT. "Conception, realisation et caracterisation d'un modulateur optique en reflexion sur silicium a 1,3 et 1,5 micro-metres." Paris 7, 1996. http://www.theses.fr/1996PA077149.
Full textAbstract:
Le modulateur optique trouve son application dans le cadre d'un reseau de telecommunications, au sein d'un module d'emission-reception. (ex: poste emetteur-recepteur chez l'abonne d'un reseau telephonique, informatique, domotique,) le principe de fonctionnement du modulateur repose sur la modification de la fonction dielectrique du materiau silicium (indice de refraction et coefficient d'absorption) par injection de porteurs. Un interferometre de mach-zehnder en reflexion est realise sur le trajet d'un faisceau optique 1,3 ou 1,5 microns, d'intensite constante. Les zones intrinseques de deux diodes pin constituent les deux bras de l'interferometre. On y controle l'injection de trous et d'electrons et donc l'intensite du signal optique en sortie du mach-zehnder. Les bandes passantes d'emission et de reception mesurees sur les premiers prototypes pour un indice de modulation de 20% sont de 10 et 250 mhz respectivement. L'aspect faible cout de la realisation de ce composant d'optique integree, sa compatibilite de fabrication avec les technologies de micro-electronique classique sur silicium permettent d'envisager la realisation d'un micro-systeme monolithique (optique active-electronique de commande) qui rendra ce composant competitif en regard des systemes hybrides (modulateur sur niobate de lithium, laser a semiconducteur a l'alterna,) actuellement a l'etude
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Le, Tacon Sylvain. "Mise en œuvre et étude des techniques d'intégration de matériaux organiques en vue de la réalisation d'un modulateur électro-optique." Phd thesis, Université de Nantes, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00207610.
Full textAbstract:
Les besoins en dispositifs opto/hyperfréquences, pour moduler les informations en transit sur les réseaux de télécommunications fibrés et hertziens, ont conduit au développement de matériaux organiques actifs en optique non linéaire, prometteurs en terme de performance mais limités par une faible stabilité dans le temps de leurs propriétés.L'objectif de ce travail était de caractériser les propriétés optiques du polymère PGMA-DR1 (PIII), ainsi que d'étudier sa mise en forme et son intégration dans une structure guidante en vue de la réalisation d'un modulateur électro-optique.
La caractérisation de l'orientation des chromophores du PIII par génération de seconde harmonique a mis en évidence la capacité du matériau, après réticulation, à conserver ses propriétés sur une durée de plus d'un an. La structuration du polymère d'étude sous la forme d'un guide d'onde canal monomode, par un procédé de photolithographie et de gravure ionique réactive, nous a permis d'étudier ses propriétés de guidage, conduisant à des atténuations linéiques comprises entre 10 dB/cm et 3 dB/cm à 1,55 µm. De plus, des techniques alternatives de structuration du polymère par impression ont été étudiées. Les procédés d'emboutissage à chaud et de réplique par moulage permettent de simplifier la technologie de réalisation des guides. Finalement, la possibilité de réaliser in-situ l'étape d'orientation des chromophores, par procédé de poling en géométrie plan-plan, lors de la mise en forme du matériau a été démontrée.
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Rivière, Luc. "Influence des paramètres de fabrication d'un coupleur directif électrooptique en LiNbO₃ : Ti sur ses facteurs de mérite." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112005.
Full textAbstract:
Cette thèse étudie l’influence des paramètres de fabrication d’un coupleur directif électrooptique en LiNbO₃ : Ti sur des facteurs de mérite. Le modèle développé est appliqué à la conception d’un modulateur rapide pour liaison optique à 1. 5 μm. L’évolution des principales propriétés optiques (taille de mode, longueur de couplage) avec les conditions de diffusion est présentée sous forme de diagrammes normalisés, facilement exploitables. L’utilisation de ces résultats permet de déterminer le choix de paramètres optimisant les pertes totales d’insertion du composant à des fibres amorces. La géométrie des électrodes étant fixée par la bande passante électrique, on calcule l’évolution de la tension de commande avec les conditions de diffusion. Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les prédictions théoriques. Différents moyens d’améliorer les facteurs de mérite sont suggérésThis thesis studies the influence of the fabrication parameters pf a Ti: LiNbO₃ electro-optic directional coupler on its figures of merits. A theoretical model has been developed and its predictions applied to the design of high-speed modulators for 1. 5 μm fiber-optic communication system. The optical properties of the guiding structure (mode size, coupling length) as a function of diffusion conditions are presented in normalized form. The results are then used to determine the fabrication parameters so as to minimize total insertion loss of a fiber pigtailed device. The electrode geometry is dictated by band with considerations ant the variation of the associated switching voltage is calculated as a function of diffusion parameters. Experimental results have been found to be in good agreement with the theoretical predictions. Suggestions to improve the figures of merit are put forward
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Dupuis, Nicolas. "Intégration par épitaxie sélective d'un Modulateur Electro-Absorbant et d'un Amplificateur Optique à base de puits quantiques AlGaInAs." Phd thesis, Université de Metz, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00354831.
Full textAbstract:
Le développement des réseaux d'accès multi-longueur d'onde à 10 Gb/s fait apparaître un besoin pour des composants achromatiques bas-coûts. L'utilisation d'un modulateur électro-absorbant intégré avec un amplificateur optique à semiconducteurs est une solution qui permet de répondre à la fois aux critères de débits, gain d'insertion, achromacité, athermalité et insensibilité à la polarisation. Le modulateur amplifié fonctionne dans un schéma réflectif et ne nécessite donc qu'une seule fibre optique.L'épitaxie sélective en phase vapeur est utilisée afin d'intégrer monolithiquement le modulateur et l'amplificateur. La technique permet une variation spatiale et locale des épaisseurs des couches épitaxiéees au voisinage d'un masque diélectrique sélectif. Le
matériau définissant la zone active consiste en un empilement de puits quantiques à base de matériaux AlGaInAs. Les épaisseurs et les compositions définissant l'empilement sont déterminées afin d'obtenir l'insensibilité à la polarisation et d'appliquer un décalage
spectral entre le modulateur et l'amplificateur. Ce dernier point optimise le gain d'insertion du composant intégré puisque la position spectrale du pic de gain est décalée dans la zone de modulation. L'analyse et l'interprétation des spectres en réflexion du modulateur amplifié démontrent l'intérêt de ce décalage spectral. Le comportement dynamique à haut débit montre des pénalités négligeables sur la puissance reçue en fonction de la longueur d'onde et de la température. Les résultats obtenus illustrent l'intérêt du composant pour les réseaux d'accès passifs mais aussi pour d'autres applications à plus haut débit.
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Le, Tacon Sylvain. "Mise en oeuvre et étude des techniques d'intégration de matériaux organiques en vue de la réalisation d'un modulateur électro-optique." Nantes, 2007. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=5d550aad-a668-4566-96a6-944c0f9a2fbb.
Full textAbstract:
Les besoins en dispositifs opto/hyperfréquences, pour moduler les informations en transit sur réseaux de télécommunications fibrés et hertziens, ont conduit au développement de matériaux organiques actifs en optique non linéaire, prometteurs en terme de performance mais limités par une faible stabilité dans le temps de leurs propriétés. L’objectif de ce travail était de caractériser les propriétés optiques du polymère PGMA-DR1 (PIII), ainsi que d’étudier sa mise en forme et son intégration dans une structure guidante en vue de la réalisation d’un modulateur électro-optique. La caractérisation de l’orientation des chromophores du PIII par génération de seconde harmonique a mis en évidence la capacité du matériau, après réticulation, à conserver ses propriétés sur une durée de plus d’un an. La structuration du polymère d’étude sous la forme d’un guide d’onde canal monomode, par un procédé de photolithographie et de gravure ionique réactive, nous a permis d’étudier ses propriétés de guidage, conduisant à des atténuations linéiques comprises entre 10 dB/cm et 3 dB/cm à 1,55 µm. De plus, des techniques alternatives de structuration du polymère par lithographie douce ont été étudiées. Les procédés de hot embossing et de replica molding permettent de simplifier la technologie de réalisation des guides. Finalement, la possibilité de réaliser in-situ l’étape d’orientation des chromophores, par procédé de poling en géométrie plan-plan, lors de la mise en forme du matériau a été démontréeThe need of opto-hyperfrequency hybrid devices for signal modulation in optical fiber and free space telecommunication networks has induced the development of non linear optical organic materials, which are rather promising in terms of performance, however, are limited in stability of its properties and thus in life time. Objective of the present work was the characterization of the optical properties of the polymer PGMA-DR1 (PIII), as well as the study of material shaping and integration into a wave guiding structure in order to realize an electro-optic modulator. Characterization of the chromophores’ orientation in the PIII by second harmonic generation after cross-linking has shown the materials capacity to preserve its properties for at least one year. Shaping of the polymer into a linear monomode wave guide by conventional photolithography and reactive ion beam etching techniques, allowed to study the light guiding properties and resulted in an attenuation between 3 dB/cm and 10 dB/cm at 1,55 µm wavelength. Alternative polymer shaping techniques, using soft lithography, were employed. Hot embossing and replica molding allow simplifying the realization technology. Finally, the possibility to realize in situ orientation of the chromophores during shaping of the material by poling in a parallel plate condenser geometry has been shown
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Petit, Ferrufino Juan Mauricio. "Dual Electroabsorption Modulated Laser: étude et caractérisation d'une nouvelle source optique laser-modulateur intégrés pour les transmissions numériques haut-débit et les applications Radio-sur-Fibre." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00579997.
Full textAbstract:
Cette étude se situe au niveau de la couche physique d'un système de transmission optique terrestre de type réseau métropolitain. Il s'agit d'y intégrer un composant, le laser modulateur intégrés (Electroabsorption Modulated Laser ou EML) du III-V Lab Alcatel-Thales, un laboratoire industriel de composants optoélectroniques. Et ceci pour en diminuer la complexité par pré-distorsion apportée par la modulation du laser. Les distances de transmission étant limités par des phénomènes physiques intrinsèques aux fibres optiques, le but est de développer un schéma de fonctionnement des EML pouvant dépasser les limites fixées par la dispersion chromatique des fibres et ses effets non-linéaires, principe qui a été démontré avec un laser et un modulateur discret mais jamais avec un composant intégré. La technique est basée sur une pré-compensation de la dispersion chromatique en appliquant une modulation sur le laser de l'EML qui génère la porteuse optique préchirpée qui est ensuite modulée par le modulateur à électro-absorption, raison du nom donné à l'EML : Dual Electroabsorption Modulated Laser ou D-EML. C'est l'axe majeur de recherche car il met en évidence le principe de la compensation de dispersion permettant d'incrémenter les distances de transmission de 80 km à 160 km pour la première fois avec un composant monolithique. Une application Radio-sur-Fibre pour les réseaux d'accès a été explorée, elle est basée sur une modulation duale analogique, permettant l'extinction d'une raie de modulation optique générant ainsi un signal à bande latérale unique Single Side Band. Ce format permet de transporter des signaux I-Q très haut-débit sur des distances de plus de 100 km.
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Radouani, Rachid. "Dérive dans les modulateurs électro-optiques Mach-Zehnder : analyse physique et résolution." Metz, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2006/Radouani.Rachid.SMZ0622.pdf.
Full textAbstract:
Les modulateurs développés actuellement pour les télécommunications optiques à haut débit souffrent généralement, dans leur partie DC, d’un phénomène de dérive, dont les causes ne sont pas totalement élucidées. Afin de trouver des origines de cette dérive nous avons commencé par caractériser un modulateur Mach-Zehnder commercial. Ceci nous a permis d’identifier l’existence de trois phénomènes : un premier phénomène à temps de réponse rapide lié à la couche de silice, un deuxième lié à l’anisotropie du substrat et un troisième phénomène corrélé aux hétérogénéités de surface induites lors de la fabrication du composant. Cette analyse nous a conduit à envisager une solution aux problèmes des dérives liées à la relaxation des charges dans la structure du composant. Cette solution consiste à compenser les dérives liées à l’anisotropie du substrat de LiNbO3 par celles dues aux hétérogénéités électriques de surface. Afin de mettre en oeuvre cette solution nous avons développé un modèle physique basé sur les équations de Maxwell qui permet de calculer la carte de conductivité idéale permettant de supprimer la dérive à long terme. Ce calcul nécessite la connaissance des temps de réponse caractéristiques du substrat de LiNbO3. C’est pourquoi nous avons mis en place deux bancs de mesures, un montage de Sénarmont et un interféromètre de Mach-Zehnder. Ces montages nous ont permis de mesurer l’évolution temporelle du champ électrique induit dans le substrat lors de l’application d’un échelon de tension et d’en déduire ces temps de réponsesThe modulators currently developed for high speed optical telecommunications generally suffer, in their DC part, from a drift phenomenon, whose causes are not completely understood. In order to find the origins of this drift we started by characterizing a commercial Mach-Zehnder modulator. This enabled us to identify the existence of three phenomena : a first phenomenon with a fast response time related to the silica layer, a second one related to the anisotropy of the substrate and a third phenomenon linked to the heterogeneities of surface induced during the fabrication of the device. This analysis led us to consider a solution to the problems of the drifts related to charges relaxation in the structure of the device. This solution consists in the compensation of the drifts related to the anisotropy of the substrate of LiNbO3 by those due to the electric heterogeneities of the surface. In order to implement this solution we have developed a physical model based on the Maxwell’s equations which allows to calculate the map of the ideal electrical conductivity allowing to remove the long-term drift. This calculation requires the knowledge of the response times of the LiNbO3 substrate. This is why we have developed two experimental setups, one based on the Senarmont’s method and the other on a Mach-Zehnder interferometer. These setups enabled us to measure the temporal evolution of the electric field induced in the substrate during the application of a voltage step and to deduce these response times from them
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El, Dahdah Nayla. "Application du modulateur à electro-absorption au traitement tout-optique du signal à haut débit dans les réseaux WDM." Paris 11, 2003. http://www.theses.fr/2003PA112269.
Full textAbstract:
Le traitement tout-optique du signal est une approche très prometteuse dans les réseaux de communication multicolores à haut débit (réseaux WDM). Récemment, plusieurs travaux ont porté sur le modulateur à électro-absorption (MEA), en particulier pour sa rapidité et sa bande passante spectrale large. Le principe repose sur la modulation optique de ce dispositif par la saturation de l'absorption. Dans cette thèse, nous avons cherché à optimiser des structures à électro-absorption pour le traitement tout-optique du signal à haut débit à 1,55[mu]m. Pour cela, on s'est fondé sur la conversion de longueur d'onde, fonction de base pour toutes les autres applications utilisant le MEA. Les paramètres-clés de cette fonction optique sont reliés à des paramètres physiques de la structure. Ainsi des structures à puits quantiques multiples contraints InGaAs/InGaAlAs ont été conçues, réalisées et étudiées. Une technologie spécifique a été développée pour la réalisation de guides d'onde monomodes. En effectuant une conversion de longueur d'onde d'impulsions courtes, des temps de récupération de la saturation de l'absorption très courts (7ps) ont été démontrés permettant d'effectuer des mesures de conversion à 10GHz. Notre travail a également porté sur l'étude de structures à puits quantiques multiples en InGaAsP/InP et en InGaAlAs/InP développées antérieurement pour le codage à haut débit. Celles-ci ont montré une dynamique similaire avec des temps de récupération de la saturation très courts (5ps). Des expériences de conversion de signaux NRZ à 10Gbit/s ont finalement été menées sur une bande spectrale de 30nm. Des mesures de conversion à 40Gbit/s sont prévues ainsi que d'autres fonctionsAll-optical signal processing is a very promising approach for high bit rate wavelength division multiplexed (WDM) communication networks. Recently, research work has focused on the use of electroabsorption modulators (EAMs), owing in particular to their rapidity and wide spectral bandwidth. The basic principle relies on the optical modulation of this device by absorption saturation. The aim of this thesis was to optimise electroabsorption structures for very high bit rate all-optical signal processing. We have hence investigated wavelength conversion, a building block for other applications based on EAMs. Key parameters for this optical function are related to the physical parameters of the semiconductor electroabsorption structure. We have hence investigated strained layer InGaAs/InGaAlAs multiple quantum well (MQW) structures grown on InP. We have designed, realised and characterised single mode waveguide modulators. A specific technology route based on dry and wet etching and polyimide planarisation has been developed. By performing wavelength conversion of short pulses, very short recovery times (7ps) have hence been demonstrated which allowed wavelength conversion of incoming signals at 10GHz. We have further investigated EAMs already developed for high bit rate signal coding. These consisted of InGaAIAs/InP and InGaAsP/InP MQW strained layers and exhibited a similar fast dynamics with recovery times down to 5ps. Wavelength conversion experiments of 10Gbit/s NRZ signals have finally been carried out, which have shown a spectral bandwidth of 30nm. Wavelength conversion system experiments at 40Gbit/s are planned and other optical functions too
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Petit-Ferrufino, Juan. ""Dual electroabsorption modulated laser" : étude et caractérisation d'une nouvelle source optique laser-modulateur intégrés pour les transmissions numériques à haut débit et les applications radio-sur-fibre." Paris, Télécom ParisTech, 2010. https://pastel.hal.science/pastel-00579997.
Full textAbstract:
Cette étude se situe au niveau de la couche physique d'un système de transmission optique terrestre de type réseau métropolitain. Il s'agit d'y intégrer un composant, le laser modulateur intégrés (Electroabsorption Modulated Laser ou EML) du III-V Lab Alcatel-Thales, un laboratoire industriel de composants optoélectroniques. Et ceci pour en diminuer la complexité par pré-distorsion apportée par la modulation du laser. Les distances de transmission étant limités par des phénomènes physiques intrinsèques aux fibres optiques, le but est de développer un schéma de fonctionnement des EML pouvant dépasser les limites fixées par la dispersion chromatique des fibres et ses effets non-linéaires, principe qui a été démontré avec un laser et un modulateur discret mais jamais avec un composant intégré. La technique est basée sur une pré-compensation de la dispersion chromatique en appliquant une modulation sur le laser de l'EML qui génère la porteuse optique préchirpée qui est ensuite modulée par le modulateur à électro-absorption, raison du nom donné à l'EML : Dual Electroabsorption Modulated Laser ou D-EML. C'est l'axe majeur de recherche car il met en évidence le principe de la compensation de dispersion permettant d'incrémenter les distances de transmission de 80 km à 160 km pour la première fois avec un composant monolithique. Une application Radio-sur-Fibre pour les réseaux d'accès a été explorée, elle est basée sur une modulation duale analogique, permettant l'extinction d'une raie de modulation optique générant ainsi un signal à bande latérale unique Single Side Band. Ce format permet de transporter des signaux I-Q très haut-débit sur des distances de plus de 100 kmThis thesis is related to the physical layer of a terrestrial optical transmission system for a metropolitan network. Our first investigation deals with an optical device, the Electroabsorption Modulated Laser (EML) which is used to constitute the optical source of medium span optical link thanks to its low price, low consumption and small foot print. The work is done in collaboration with an industrial optoelectronics maker, the GIE Alcatel-Thales III-V Lab, We propose an original technique of pre-chirping obtained by modulating the laser in addition to the electro-absorption modulator (MEA). The purpose of this thesis is to develop a novel modulation scheme of the EML in order to overcome the limits set by the chromatic dispersion and nonlinear effects in the transmission fibre. The principle has been demonstrated in the literature with a separate laser and a modulator but never with an integrated device. The technique is based on a pre-compensation of the chromatic dispersion by applying a modulation to the laser of the EML and then the signal is modulated by the MEA. Within the scope of this research work, we have demonstrated experimentally the first increment of the usual distances from around 80 km upto 160 km with a monolithic component and no dispersion compensating element. Radio-over-Fiber application for optical access networks has also been explored, it is also based on an analogue dual modulation, this time tuned so as supress one modulation sideband. This modulation format can carry very high-speed IQ signals over 100 km excluding the periodic degradation of the data signal induced by chromatic dispersion obtained with double-sideband modulation
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Houllier, Régis. "Vidéoprojecteur laser haute définition monochrome." Valenciennes, 1987. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/5a2c087e-4de3-44ce-98fe-b0007cd5e5bd.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire a été développé l'étude et la réalisation d'une maquette à partir d'une source laser de forte puissance qui projette des images monochromes avec une définition six fois supérieure à celle des télévisions standards. Il a été développé un système de projection simultanée de 8 lignes vidéo pour réduire la cadence de balayage
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Laude, Vincent. "Corrélation optique optimale et application aux architectures cohérentes et incohérentes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1994. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143607.
Full textAbstract:
Les algorithmes de corrélation, ou plus généralement de filtrage global, ont connu récemment des progrès importants, et permettent de résoudre des problèmes difficiles de reconnaissance de formes. Cependant, ces algorithmes ne sont pas habituellement utilisables tels quels dans un corrélateur optique, car ils ne prennent pas en compte les limitations imposées par les composants de représentation des images, à savoir les modulateurs spatiaux de lumière.Nous proposons une technique d'optimisation des filtres de corrélation adaptée aux architectures optiques. Cette méthode est fondée sur une optimisation multi-critères, effectuée sous contrainte d'implantation optique. Nous illustrons les performances des filtres ainsi obtenus pour les architectures de corrélation cohérente par synthèse de pupille et par transformation de Fourier conjointe, ainsi que pour l'architecture de corrélation incohérente par ombroscopie.
Si les architectures de corrélation optique par synthèse de pupille cohérente et par transformation de Fourier conjointe ont suscité un intérêt important ces dernières années, il n'en va pas de même pour l'architecture de corrélation incohérente par ombroscopie. Différents auteurs ont jugé les performances de cette architecture trop faibles en comparaison de celles des architectures cohérentes, à la suite de quoi elle a été quasiment abandonnée. Une grande part de notre travail a donc été consacrée à une ``réhabilitation'' de cette architecture à la lumière des nouveaux composants.
Nous présentons une analyse détaillée de la corrélation optique incohérente suivant le principe de l'ombroscopie. Nous montrons comment réaliser des compromis entre les effets antagonistes dûs à la diffraction et aux non-uniformités photométriques. Nous appliquons expérimentalement notre méthode d'optimisation multi-critères suivant un schéma bipolaire. Ces filtres bipolaires nous permettent d'obtenir de très bonnes performances.
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Hu, Xuan. "Etude et caractérisation de composants d’optique intégrée exploitant les propriétés électro-optiques d’oxydes fonctionnels épitaxiés." Thesis, Lyon, INSA, 2015. http://www.theses.fr/2015ISAL0083/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur la réalisation d’un nouveau modulateur électro-optique pouvant s’intégrer sur un substrat SOI. Le modulateur proposé utilise une structure dite à fente ou SLOT formée verticalement par la couche superficielle de silicium du matériau SOI sur laquelle on dépose la couche de BTO puis une couche de silicium amorphe. Le confinement latéral dans ce guide de lumière est réalisé par gravure de la couche de silicium amorphe supérieure. La géométrie du ruban de silicium amorphe est optimisée pour obtenir un mode SLOT en polarisation TM (Transverse Magnétique) pour lequel la quasi-totalité de l’énergie lumineuse est confinée dans la couche active de BTO, ce qui permet d’augmenter l’efficacité du modulateur par rapport à une structure conventionnelle. La conception d’un tel modulateur a nécessité l’élaboration d’un outil numérique multi-physique lors de ce travail de thèse afin de prendre en compte rigoureusement les propriétés d’anisotropie des matériaux ferroélectriques, rarement disponibles dans les logiciels de simulation photonique commerciaux. Plus précisément, nous combinons un solveur de mode optique FVFD avec un solveur radiofréquence de Laplace. Il permet des calculs précis de la modulation d'indice de réfraction et de la réponse électro-optique induite par l’effet Pockels des matériaux anisotropes qui présentent une variation non-diagonale du tenseur de permittivité. L’optimisation du modulateur est réalisée, tant du point de vue optique qu’électrique en radiofréquence. Notamment, pour obtenir un modulateur rapide, il est nécessaire de concevoir une électrode qui possède une onde radiofréquence de même constante de propagation que le mode SLOT optique. Le travail de thèse est aussi consacré à la conception des briques de bases d’optique intégrée passive nécessaires à la réalisation des modulateurs: guides droits, diviseurs de faisceaux de type MMI (MultiMode Interference), de virages et de coupleurs directionnels. Un solveur de mode en coordonnées cylindriques a permis de concevoir des virages à très faibles rayons de courbure de 3,6 µm avec des pertes de radiation inférieures à 0.1 dB/90°. Étonnamment, pour des guides en arête, la réduction du rayon de courbure d’un virage n’implique pas forcément une augmentation des pertes de radiation et conduit à une amélioration des performances du dispositif. Ce résultat est très important parce que le virage est la brique de base qui est la plus difficile à miniaturiser en optique intégrée. Actuellement, les rayons de courbures sont limités à 15 µm dans les technologies utilisant les guides en arête. Ce résultat validé expérimentalement, montre qu’il est possible d’obtenir une densité d’intégration 4 à 5 fois plus importante sans modification de la technologie de fabrication. Le deuxième résultat innovant pour la photonique sur silicium porte sur l’obtention de diviseurs de faisceaux très compacts et insensibles à la polarisation (2.0 x 3.6 µm²)The aim of this thesis is to explore a new electro-optic modulator which could be integrated on SOI substrate. The ferroelectric material BaTiO3 (BTO) is potentially the most interesting because it has highest linear electro-optic coefficient among perovskite materials, and its monolithic integration on a SOI substrate as a crystalline thin film was demonstrated in INL. The proposed modulator uses a structure SLOT formed vertically through the silicon layer of the SOI on which is deposited the layer of BTO then an amorphous silicon layer. The lateral confinement in the light guiding is formed by etching of the upper amorphous silicon layer. The geometry of the strip-loaded amorphous silicon is optimized to obtain a SLOT TM (Transverse Magnetic) polarization mode in which substantially all of the light energy is confined in the active layer of BTO, thereby increasing the efficiency of modulator with respect to a conventional structure. The design of such a modulator requirs the development of a multi-physics numerical tool to consider carefully anisotropic properties of ferroelectric materials, rarely available in commercial photonics simulation softwares. Specifically, we combine a FVFD optical mode solver with a radiofrequency Laplace solver. It allows precise calculation of the modulation of refractive index and the electro-optical response induced by Pockels effect of anisotropic materials exhibiting non-diagonal change in the permittivity tensor. The optimization of the modulator is carried out, from both aspects optical and electrical in radiofrequency. In particular, to obtain a rapid modulator, it is necessary to design a radiofrequency electrode that has a same wave propagation constant of optical SLOT mode. The thesis is as well devoted to the design of passive building blocks in integrated optics, which are necessary for the implementation of modulators: straight waveguides, beam splitters of type MMI (MultiMode Interference), turns and directional couplers. A cylindrical coordinate’s mode solver realizes the design of turns of very low bending radii of 3.6 microns with radiation losses less than 0.1dB/90°. Surprisingly, for strip-loaded guides, reducing the cornering radius of turns does not necessarily imply an increase in losses of radiation, and so leading to improved device performance. This result is very important because the turns is a basic building block the most difficult to be miniaturized in integrated optics. Currently, the radii of curvature are limited to 15 microns in waveguide technology. The experimental validation shows that it is possible to obtain a 4-5 times larger integration density without changing the manufacturing technology. The second result for innovative silicon photonics is about obtaining very compact and polarization insensitive beam splitters (2.0 x 3.6 μm²)
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Stolz, Arnaud. "Conception, fabrication et caractérisation d'un modulateur optique à commande plasmonique sur nitrure de gallium à une longueur d'onde de 1,55 micron." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00677475.
Full textAbstract:
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.
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Djanta, Gnon. "Sur l'utilisation de films de polymères organiques et de l'échange ionique dans le verre pour réaliser un modulateur électro-optique intégré." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0050.
Full textAbstract:
Nous presentons une etude concernant la possibilite de fabriquer un nouveau type de modulateur de lumiere base sur le principe de l'interaction electro-optique dans une couche organique par onde evanescente a la surface de composants d'optique integree sur verre. La lumiere a moduler se propage dans un guide d'onde a la surface du verre. La variation de la constante de propagation du mode guide est obtenue par la modification de l'indice de refraction du film de polymere a l'aide d'un champ electrique. Une geometrie de type mach-zehnder integre est retenue pour transformer la variation de phase en modulation d'intensite. La fabrication du dispositif fait intervenir la technique de l'echange ionique dans le verre et le depot de films de polymeres organiques electroactifs. La description theorique du fonctionnement du dispositif est basee sur la methode de l'indice effectif azimutale que nous avons adaptee a la geometrie du modulateur. A l'aide de cette methode, nous avons modelise les pertes optiques induites dans le guide d'onde par les electrodes metalliques et nous avons obtenu un excellent accord avec l'experience. La transformation de schwartz-kristoffel nous a permis de calculer le champ electrique cree par les electrodes coplanaires. Nous avons pu ainsi modeliser completement le fonctionnement du modulateur, et nous avons calcule les parametres optimises du dispositif. Ensuite, nous decrivons les differentes etapes de la fabrication du dispositif: 1) photolithographie de l'interferometre, 2) echange ionique dans des verres de haut indice, 3) depot des electrodes metalliques, 4) enduction et polarisation des couches organiques. Finalement, nous presentons la caracterisation experimentale des echantillons realises, ainsi que les resultats des essais de modulation
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Beuret, Marc. "Approche dynamique de formation d'image et de compensation d'aberrations pour un système de réalité augmentée." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00747808.
Full textAbstract:
La réalité augmentée consiste à superposer à l'environnement réel des informations virtuelles générées numériquement. Parmi les systèmes qui permettent de réaliser un tel mélange, nous nous intéressons dans ce travail aux systèmes de visualisation en réalité augmentée liés à la tête de l'utilisateur, généralement appelés HMD (Head-Mounted Display). Dans un tel système, la superposition des informations virtuelles à l'environnement réel peut être réalisée par un élément optique (optique mélangeuse) positionné devant l'oeil de l'utilisateur. La conception d'un système HMD est cependant une tâche complexe. En effet, la proximité de la tête introduit des contraintes géométriques importantes et provoque des déformations (aberrations) des images virtuelles. Généralement, ces aberrations sont minimisées de façon simultanée sur l'ensemble du champ de vision de l'utilisateur. Cette optimisation du système se fait néanmoins soit au détriment de la compacité ce qui s'avère problématique pour le confort d'utilisation du HMD, soit au détriment de la qualité de l'image au centre du champ de vision. Nous proposons dans ce travail ce qui nous semble être une nouvelle approche de conception en associant un modulateur spatial de lumière (SLM) et une optique mélangeuse diffractive statique. L'image virtuelle est créée séquentiellement point par point en modifiant l'incidence sous laquelle on éclaire l'optique mélangeuse. Le SLM permet d'adapter dynamiquement la correction des aberrations associées à chaque point virtuel. Nous avons dans un premier temps défini la fonction optique de l'optique mélangeuse diffractive et le champ de vision maximal (18° x 18°) qu'il est possible d'atteindre en respectant les contraintes géométriques d'utilisation. Nous avons pu alors montrer théoriquement que l'approche proposée permet d'atteindre une qualité d'image optimale sur l'ensemble du champ de vision. Les fonctions de correction sont réalisables avec les technologies actuelles. La validation expérimentale de ces résultats a été réalisée.
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KHALFALLAH, Sabry. "Modulateurs de cohérence en optique intégrée sur semiconducteurs III.V : guide biréfringent et interféromètre de Mach-Zehnder." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010242.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la conception, la réalisation et la caractérisation de modulateurs de cohérence intégrés sur substrats semiconducteurs III-V. Nous expliquons tout d'abord le principe de la modulation de cohérence, technique particulière de codage optique appliquée à la transmission et au multiplexage de signaux, qui repose sur l'introduction dans un interféromètre à deux ondes d'un retard optique supérieur à la longueur de cohérence de la source optique. Nous avons réalisé un premier modulateur de cohérence, interféromètre à polarisation à base de guide d'onde optique ruban fortement biréfrigent. Les semiconducteurs III-V n'étant pas biréfringents nous avons développé une structure originale permettant le guidage des seuls modes fondamentaux TE0 et TM0 avec une forte biréfringence de forme résultant de l'empilement de nombreuses couches de GaAlAs de faible épaisseur. Les deux modes présentent en sortie du guide une différence de chemin optique de 230 mm, modulable par effet électro-optique et supérieure à la longueur de cohérence d'une diode superluminescente à 1.3 mm. Nous avons ensuite réalisé un second modulateur sous la forme d'un interféromètre de Mach-Zehnder fortement déséquilibré. Cet interféromètre à deux ondes entièrement intégré en GaAlAs/GaAs introduit un retard optique de 100 mm, par différence de longueur de ses bras. Afin de minimiser les pertes dans cette structure de géométrie complexe nous avons gravé des tranchées situées à l'extérieur des zones courbées. Cette solution a été choisie aprés simulation du dispositif par la méthode des faisceaux propagés (BPM). Les performances du composant sont comparables à celles du précédent. Nous avons donc réalisé les premiers modulateurs de cohérence intégrés en semiconducteurs III-V qui ouvrent la voie à de nouvelles applications en filtrage, contrôle de polarisation... dans les réseaux de télécommunications optiques.
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Philippe, Auguste Kenny Robert. "Caractérisation et mise en oeuvre des matériaux en vue de la réalisation de modulateurs à base de nouveaux polymères électro-optiques." Nantes, 2012. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=67d3c360-b97a-40cc-b00b-7b5bd6041193.
Full textAbstract:
Les polymères électro-optiques (EO) présentent un très grand potentiel pour la réalisation de modulateurs optiques de large bande passante et à faible signal de commande, grâce notamment à une meilleure adaptation de vitesse de phase entre ondes hyperfréquence et optique d’une part et à un coefficient EO élevé d’autre part. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre du projet ANR "ModPol" visant à réaliser des modulateurs optiques à large bande passante à base de polymères EO stables dans le temps. L’étude a porté sur deux volets du projet, la caractérisation des propriétés hyperfréquences des polymères pouvant être utilisés comme matériaux de gaine et de coeur de guides optiques d’une part et l'orientation des chromophores dans les matériaux polymères actifs d’autre part. Ces études ont été respectivement menées à l'IEMN et à l'IETR. Quelques structures optiques et hyperfréquences ont aussi été simulées à l’aide des logiciels HFSS et OptiBPM afin d'apporter des éléments de conception concrets de modulateurs EO de type Mach- Zehnder. En ce qui concerne le premier volet, à partir de la mesure des paramètres S de lignes coplanaires réalisées sur des substrats recouverts de polymères, un logiciel d’extraction spécifiquement développé permet de déterminer la permittivité et la tangente de pertes de ces derniers, ce jusqu’à 60 GHz. Les échantillons test sont alors préparés dans des conditions de fabrication très proches de celles de modulateurs, et l'orientation des chromophores est effectuée soit par effet Corona soit par électrodes de contact. Pour s’affranchir des multiples contraintes sur le choix des matériaux de gaine, un procédé de réalisation de guides plans avec un solvant unique a été mis au point. Un coefficient EO jusqu’à 28 pm/V a pu être mesuré sur un guide plan optique tri-coucheGreat interest is devoted to electro-optic (EO) polymers since they allow the fabrication of optical modulators exhibiting high modulation bandwidth and low drive signal. These characteristics are mainly related to a better velocity match between microwave and optical signals as well as a high EO coefficient. The work hereby reported is part of the national funded project "ModPol" aiming to fabricate high modulation bandwidth integrated optics modulators based on long-lasting EO polymers. The work mainly covered two subjects, on one hand the characterization of the microwave properties of polymers, both cladding and core dedicated ones, and on the other hand the chromophore orientation in the active polymers. These studies have been made in IEMN and IETR, respectively. Some modelling of optical and microwave guiding structures have also been completed using HFSS and OptiBPM softwares in order to give an insight into the design of Mach-Zehnder optical modulators. Concerning the first topic, specifically developed software is used in order to determine the microwave characteristics (permittivity and loss tangent) from the S-parameter measurement of microwave coplanar lines fabricated on polymers under investigation. These characteristics have been so obtained for about ten of different polymers up to 60 GHz. Test samples are then fabricated in almost real modulator fabrication conditions and polymer poling is made using either Corona or contact electrode method. A simplified fabrication process has been developed in order a unique solvent to be used for all the different films composing the optical waveguide. An EO coefficient of 28 pm/V has been measured in an optical plan waveguide configuration
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Nguyen, Quoc Thai. "Émetteurs achromatiques pour le réseau d'accès optique haut débit multiplexé en longueurs d'onde." Phd thesis, Université Rennes 1, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00598529.
Full textAbstract:
Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la forte évolution du réseau d'abonnées sur fibre optique (FTTH). Elle a l'objectif d'étudier les solutions d'émetteurs dits "achromatiques" à base de nouveaux composants optoélectroniques pour les réseaux d'accès optiques multiplexés en longueurs d'onde (WDM-PON). Ces émetteurs doivent être peu chers et identiques chez tout abonné quelque soit la longueur d'onde de fonctionnement. Deux types d'émetteurs achromatiques à base de modulateur réflectif sont étudiés dans cette thèse : le laser Fabry-Perot verrouillé par injection optique (IL-FP) et le modulateur électro-absorbant amplifié en réflexion (R-EAM-SOA). Les caractéristiques de l'IL-FP en régime de verrouillage sont évaluées en termes de bruit d'intensité, de modulation, de facteur de couplage phase-amplitude,... La caractérisation tant statique que dynamique est aussi effectuée pour le second composant R-EAM-SOA. D'autres fonctionnalités de ce composant comme la détection directe et la régénération promettent son grand potentiel pour la réalisation d'un dispositif multifonctionnel pour le réseau d'accès. Il est également proposé d'utiliser pour la première fois, le laser à bâtonnets quantiques à blocage de modes (QD-MLL) comme source d'injection multi-longueurs d'onde cohérentes pour l'accès optique WDM. Il est montré qu'il est possible de supprimer le bruit de partition de modes associé à ces structures à blocage de modes. Finalement l'intégration de ces trois composants dans des architectures WDM-PON est réalisée. La faisabilité des systèmes WDM-PON à 2,5 Gb/s à base des IL-FP injectés par une source QD-MLL est évaluée pour différentes configurations et architectures réseau. La montée en débit à 10 Gb/s est prouvée en utilisant le R-EAM-SOA. Un système WDM-PON bidirectionnel avec une capacité de 240 (24 x 10) Gb/s en voie descendante et 60 (24 x 2,5) Gb/s en voie montante a été démontré en utilisant ces solutions d'émetteurs achromatiques proposées. Une des principales sources de dégradation du système WDM-PON bidirectionnel est la rétrodiffusion de Rayleigh pour laquelle le bruit interférométrique produit est étudié. L'impact de ce bruit sur les performances en transmission du système WDM-PON est aussi analysé.
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Contreras, Villalobos Kevin. "Conception, validation et mise en oeuvre d’une architecture de stockage de données de très haute capacité basée sur le principe de la photographie Lippmann." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112017/document.
Full textAbstract:
Le stockage de données par holographie suscite un intérêt renouvelé. Il semble bien placé pour conduire à une nouvelle génération de mémoires optiques aux capacités et débits de lecture bien supérieurs à ceux des disques optiques actuels basés sur l’enregistrement dit surfacique. Dans ce travail de thèse, nous proposons une nouvelle architecture de stockage optique de données qui s’inspire du principe de la photographie interférentielle de Lippmann. Les informations y sont inscrites dans le volume du matériau d’enregistrement sous la forme de pages de données par multiplexage en longueur d’onde en exploitant la sélectivité de Bragg. Cette technique, bien que très voisine de l’holographie, n’avait jamais été envisagée pour le stockage à hautes capacités. L’objectif de la thèse a été d’analyser cette nouvelle architecture afin de déterminer les conditions pouvant conduire à de très hautes capacités. Cette analyse s’est appuyée sur un outil de simulation numérique des processus de diffraction en jeu dans cette mémoire interférentielle. Elle nous a permis de définir deux conditions sous lesquelles ces hautes capacités sont atteignables. En respectant ces conditions, nous avons conçu un démonstrateur de mémoire dit de « Lippmann » et avons ainsi démontré expérimentalement que la capacité est bien proportionnelle à l’épaisseur du matériau d’enregistrement. Avec une telle architecture, des capacités de l’ordre du Téraoctet sont attendues pour des disques de 12 cm de diamètreNowadays, the holographic data storage presents a renewed interest. It seems well placed to lead a new generation of optical storage capacity and playback speeds much higher than current optical discs based on the recording onto a surface. In this thesis, we propose a new architecture for optical data storage that is based on the principle of Lippmann photography interferential. Information are included in the volume of the recording material in the form of pages of data multiplexing in wavelength by exploiting the Bragg selectivity. This technique, although very similar to holography, had never been considered for high storage capacities. The aim of the thesis was to analyze this new architecture to determine the conditions that can lead to very high capacities. This analysis was based on a numerical simulation tool of diffraction process involved in this memory interferential. It allowed us to define two conditions under which these high capacities are achievable. In accordance with these conditions, we developed a demonstrator called "Lippmann’s memory" and have thus demonstrated experimentally that the capacity is proportional to the thickness of the recording material. With such an architecture, Terabyte disks of 12 cm in diameter are expected
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Mestre, Michael. "Holographie dynamique appliquée aux atomes froids : cas du guidage dans un mode laser de Laguerre-Gauss." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112359.
Full textAbstract:
L'utilisation d'un modulateur spatial de lumière (SLM), un élément diffractif reprogrammable, a été étudiée dans le contexte des expériences sur les atomes froids. Le SLM a permis de mettre en forme par diffraction en champ lointain un faisceau laser infrarouge créant un potentiel dipolaire dans un piège magnéto-optique (MOT) d'atomes de Rubidium. Une étude détaillée des algorithmes numériques permettant de calculer des hologrammes produisant des figures de diffraction arbitraires a été réalisée et les obstacles fondamentaux et technologiques à l'obtention de figures lisses ont été identifiés. L'utilisation d'hologrammes connus analytiquement a également été étudiée, en particulier avec les hologrammes produisant une dislocation de phase au centre du faisceau. Des faisceaux de Laguerre-Gauss en forme d'anneau ont ainsi été produits. L'absence d'intensité lumineuse au centre de tels faisceaux permet de réaliser un guide dipolaire pour les atomes froids, dans lequel les atomes sont piégés dans une région où le taux d'émission spontanée est minimum. Une évaluation quantitative des efficacités de guidage des atomes froids en fonction de différents paramètres a été effectuée (décalage en fréquence et ordre radial du faisceau de Laguerre-Gauss, en utilisant les capacités de reprogrammation dynamique du SLM). D'autre part, une technique de commutation rapide du SLM a été mise au point avec pour objectif de disposer d'un moyen de modifier en quelques microsecondes un potentiel dipolaire dans une expérience de physique atomiqueThe use of a spatial light modulator (SLM), a reconfigurable diffractive element, was studied in the context of cold atom experiments. The SLM enabled to shape an infrared laser beam by far-field diffraction, creating a dipole potential in a magneto-optical trap (MOT) for Rubidium atoms. A detailed study of the numerical algorithms designed to compute holograms for creating arbitrary diffraction patterns has been performed, and the fundamental and technical hurdles preventing the production of smooth patterns have been identified. The use of analytically known holograms was also studied, with an emphasis on the holograms that create a phase dislocation in the center of the beam. Ring shaped Laguerre-Gaussian beams have been produced using this method. The absence of light intensity in the center of such beams enables one to obtain a dipole guide for the cold atoms, in which the atoms are trapped in a region where the rate of spontaneous emission is a local minimum. A quantitative evaluation of the cold atom guiding efficiencies as a function of various parameters has been performed (frequency detuning and radial order of the Laguerre-Gaussian beam, by taking advantage of the dynarnic reconfiguration capabilities of the SLM). Ln parallel, a quick switching technique for the SLM, based on acousto-optic modulators, was developed to provide the means to modify a dipole potential in a few microseconds in an atomic physics experiment
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Butterlin-Fillon, Nadia. "Étude et réalisation d'un processeur systolique optoélectronique dédié au calcul vectoriel." Bordeaux 2, 1989. http://www.theses.fr/1989BOR22006.
Full textAbstract:
On propose un calculateur systolique optoelectronique reposant sur la modulation electrooptique de la lumiere emise par une source a spectre large. Le systeme est adapte au calcul de produits matrice-vecteur. Il est constitue d'une source infrarouge unique, d'une cascade de modulateurs electrooptiques massifs travaillant en parallele et d'une serie de lames birefringentes