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Добірка наукової літератури з теми "Photonique au silicium"
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Статті в журналах з теми "Photonique au silicium"
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Marris-Morini, Delphine, Carlos Alonso-Ramos, Xavier Le Roux, and Laurent Vivien. "La photonique silicium / germanium pour la spectroscopie moyen infrarouge." Photoniques, no. 98 (September 2019): 20–23. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20199820.
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Le silicium est aujourd’hui le matériau de choix pour l’optique intégrée, bénéficiant de techniques de fabrication matures développées par l’industrie de la microélectronique. La photonique silicium propose ainsi des circuits intégrant de multiples fonctions, à coût réduit. À l’origine étudiée pour répondre aux limitations des circuits intégrés et principalement à la transmission du signal d’horloge à l’intérieur des circuits intégrés microélectroniques, la photonique silicium a finalement révolutionné les communications optiques courtes distances (datacom) dans les centres de données (data center). Les grands industriels de la microélectronique et d’Internet (Intel, STMicroelectronics, Cisco…) se sont intéressés à cette plateforme photonique, et des produits commerciaux sont aujourd’hui disponibles.
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Vivien, Laurent, Delphine Marris-Morini, Eric Cassan, Carlos Alonso-Ramos, Charles Baudot, Frédéric Bœuf, and Bertrand Szelag. "Circuits intégrés photoniques silicium." Photoniques, no. 93 (September 2018): 18–22. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20189318.
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La photonique silicium suit la devise : « plus petit, moins cher, plus rapide », comme la microélectronique plusieurs années auparavant, en exploitant une intégration à très grande échelle des composants et circuits intégrés de plus en plus complexes. L’incroyable évolution des systèmes communicants avec en particulier le déploiement des réseaux Internet et mobiles, des objets connectés et des capteurs a fait émerger la photonique silicium pour répondre à ces nouveaux enjeux majeurs.
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Fulbert, Laurent, Sylvie Menezo, Frédéric Boeuf, Jean-François Carpentier, Delphine Marris-Morini, Laurent Vivien, and Guang-Hua Duan. "La photonique intégrée sur silicium." Photoniques, no. 72 (July 2014): 47–51. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20147247.
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Bailly, Sean. "Le silicium se rapproche de la photonique." Pour la Science N° 513 - juillet, no. 7 (May 3, 2020): 15b. http://dx.doi.org/10.3917/pls.513.0015b.
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Absil, Philippe, and Ulrich Mengele. "Photonique silicium pour les télécoms et les réseaux." Photoniques, no. 75 (April 2015): 31–33. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20157531.
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Grojo, David. "L’émergence de procédés d’écriture laser 3D dans les technologies silicium." Photoniques, no. 112 (2022): 37–42. http://dx.doi.org/10.1051/photon/202211237.
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Les lasers femtosecondes sont à la base des technologies d’écriture 3D permettant l'intégration de nombreuses fonctionnalités micro-optiques, fluidiques et mécaniques à l'intérieur des matériaux diélectriques transparents. Cependant, des défis importants restent à relever pour transposer ces technologies dans le silicium et les semiconducteurs avec les nouvelles sources infrarouges intenses. La forte non-linéarité de propagation inhérente aux semi-conducteurs limite intrinsèquement la localisation de l'énergie lumineuse à un niveau en dessous des régimes d’écriture dans les configurations conventionnelles. L’émergence récente de solutions à ce problème ouvre de nouveaux champs d’applications notamment dans la photonique sur silicium.
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Kopp, Christophe, Stéphane Bernabe, Mohand Achouche, and Sébastien Le Beux. "Photonique sur silicium : des réseaux à fibres au traitement optique de données." Photoniques, no. 98 (September 2019): 24–27. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20199824.
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La technologie photonique intégrée sur silicium s’est développée depuis les années 2000 avec comme objectif principal de répondre au besoin croissant du réseau internet en composants d’émission et de réception à très haut débit sur fibre optique. Aujourd’hui, plusieurs fonderies proposent des plateformes matures et des produits sont commercialisés. Une nouvelle génération technologique est développée afin d’élargir les domaines d’application de la transmission au traitement optique de données.
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Lincot, Daniel, Stephane Collin, Jacky Even, and Jean-Paul Kleider. "Silicium, couches minces, pérovskites, photonique : de nouvelles avancées de la recherche sur les cellules photovoltaïques. Un bon signe pour la COP 21." Photoniques, no. 78 (September 2015): 23–27. http://dx.doi.org/10.1051/photon/20157823.
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-Salta, D. "Nano-optique et cristaux photoniques silicium." Revue de l'Electricité et de l'Electronique -, no. 01 (2004): 31. http://dx.doi.org/10.3845/ree.2004.003.
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Monat, C., C. Seassal, X. Letartre, P. Rojo-Romeo, P. Regreny, P. Viktorovitch, G. Hollinger, et al. "Microlasers à cristaux photoniques en InP reporté sur silicium." Journal de Physique IV (Proceedings) 12, no. 5 (June 2002): 267–68. http://dx.doi.org/10.1051/jp4:20020155.
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Gaufrès, Étienne. "Photonique des nanotubes de carbone sur silicium." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00769727.
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Depuis leur découverte, les nanotubes de carbone ont suscité un grand interêt pour leurs propriétés électroniques et optiques. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse a été d'étudier les propriétés optiques des nanotubes de carbone semiconducteurs pour la réalisation de composants photoniques aux longueurs d'onde des télécommunications. La première partie de la thèse a concerné l'étude de la variation de l'absorption et la photoluminescence des s-SWNTs en fonction de l'environnement des nanotubes: surfactant, matrice solide, solution. A partir d'une méthode d'extraction des s-SWNTs, développée en collaboration avec l'AIST de Tsukuba au Japon, l'influence néfaste des nanotubes métalliques et des impuretés sur les propriétés optiques des s-SWNTs a également été mise en évidence. Les différentes caractérisations effectuées sur des couches minces hautement purifiées en s-SWNTs ont révélés une amélioration du signal de luminescence des nanotubes semiconducteurs d'un facteur 6. Ces résultats ont conduit dans une seconde partie à étudier l'émission des s-SWNTs en régime non linéaire. Un fort gain optique dans les nanotubes semiconducteurs a pu être ainsi démontré expérimentalement pour la première fois. La dernière partie des travaux de thèse a porté sur l'intégration de ces nanotubes de carbone dans des structures photoniques silicium. Une étude approfondie de l'absorption et de la photoluminscence des nanotubes déposés sur des guides d'onde silicium a été effectuée. Ces travaux expérimentaux ouvrent la voie vers la réalisation de sources de lumière intégrées sur silicium à base de nanotubes de carbone et à plus long terme vers une nouvelle photonique à base de nanotubes de carbone.
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Gaufrès, Etienne. "Photonique des nanotubes de carbone sur silicium." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112215.
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Depuis leur découverte, les nanotubes de carbone ont suscité un grand intérêt pour leurs propriétés électroniques et optiques. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse a été d'étudier les propriétés optiques des nanotubes de carbone semiconducteurs pour la réalisation de composants photoniques aux longueurs d'onde des télécommunications. La première partie de la thèse a concerné l'évolution des propriétés optiques des s-SWNTs en fonction de l'environnement des nanotubes : Pour cela une méthode d'extraction des s-SWNTs a été développée en collaboration avec l'AIST Tsukuba au Japon. L'influence néfaste des nanotubes métalliques et des impuretés sur les propriétés optiques des s-SWNTs ont été mis en évidence. Les différentes caractérisations effectuées sur des couches minces hautement purifiées en s-SWNTs ont révélés une amélioration du signal de luminescence des nanotubes semiconducteurs. Ces résultats ont conduit dans une seconde partie à étudier l'émission des s-SWNTs en régime non linéaire. Un gain optique dans les nanotubes semiconducteurs a pu être ainsi démontré expérimentalement pour la première fois. La dernière partie des travaux de thèse a porté sur l'intégration optique de ces nanotubes de carbone dans des structures photoniques silicium. Ces travaux expérimentaux ouvrent la voie vers la réalisation de sources de lumière intégrées sur silicium à base de nanotubes de carbone et à plus long terme vers une nouvelle photonique à base de nanotubes de carboneSemiconducting single wall carbon nanotubes (s-SWNT) have recently attracted a lot of interest due to their tunable direct band gap, making them first-rate candidate for new optoelectronic and photonic applications at telecom wavelengths. Ln this focus, the thesis main objective was the semiconducting carbon nanotubes optical properties study as a function of environment, especially the presence of metallic nanotubes. The selective extraction of semiconducting nanotubes, performed in collaboration with AIST Tsukuba in Japan, leads to an enhancement of nanotubes' light emission and reduce optical losses. Moreover, evidences of optical gain in (8,6) et (8,7) s-SWNT were observed in highly purified semiconducting carbon nanotubes sample. Ln a second time, the optical interaction between silicon based nanostructures and carbon nanotubes as an active material was studied and the coupling of the photoluminescence into a waveguide was experimentally demonstrated. This work paves the way towards the realization of an integrated ligth source based on carbon nanotubes and on the long run, towards carbon nanotube photonics
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Caër, Charles. "Cristaux photoniques à fente : vers une photonique silicium hybride à exaltation localisée du champ électromagnétique." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00954411.
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Les travaux de cette thèse apportent une contribution théorique et expérimentale aux études portant sur les cristaux photoniques planaires à fente pour l'exaltation locale du champ électromagnétique. Nous avons étudié la propagation de lumière lente dans des cristaux photoniques à fente en réalisant une ingénierie de dispersion et le confinement de la lumière dans des micro-cavités à fente structurée. Nous avons pour cela effectué des calculs 3D pour optimiser les propriétés de dispersion des cristaux photoniques en structurant la fente elle-même. Cette optimisation a permis d'observer un renforcement de la localisation du champ électromagnétique dans la fente en vue d'un remplissage par des matériaux fortement non linéaires. Nous avons développé un procédé de fabrication pour les cristaux photoniques dans des structures en silicium sur isolant basé sur la lithographie électronique et la gravure plasma. Le régime de lumière lente a été caractérisé expérimentalement et nous a permis de valider la méthode d'optimisation choisie. Des facteurs de ralentissement supérieurs à 10 ont été mesurés dans des dispositifs allant jusqu'à 1 mm de long. Des micro-cavités à fente avec des facteurs de qualité supérieurs à 20000 sur substrat SOI ont été réalisées. Nous avons effectué des mesures d'optique non linéaire dans des guides à cristaux photoniques à fente et avons montré que les effets non linéaires du silicium sont réduits malgré l'exaltation du champ électromagnétique comparés à ceux présents dans des guides à cristaux photoniques standards. Nous avons enfin étudié les pertes le désordre dans ce type de structure par mesures de réflectométrie optique à faible cohérence.
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Rybin, Maxim. "Graphene-photonic crystal hybrid structures for light harnessing." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2013. http://www.theses.fr/2013ECDL0029/document.
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La croissance continue de la complexité des systèmes rend inévitable le développement de procédés technologiques pour lesquels différents types de matériaux sont intégrés de manière hétérogène dans le but de réaliser une palette de fonctionnalités, tout en miniaturisant la taille des dispositifs et en abaissant les coûts de fabrication. Cela est particulièrement vrai dans le domaine de la Photonique, pour laquelle ces impératifs peuvent être atteints selon les lignes résumées ci-après : -Miniaturisation photonique, dont la principale motivation réside dans la nécessité d’assurer un faible budget thermique, ainsi qu’une bonne compatibilité topologique avec les circuits microélectroniques, tout en bénéficiant du contrôle de l’interaction lumière-matière offert par les microstructures photoniques. - Intégration photonique hétérogène active/passive, combinant les matériaux actifs (émission de lumière, caractéristiques non-linéaires) les plus efficaces avec les matériaux passifs les mieux adaptés (conduction et confinement de la lumière), en vue de tirer le meilleur parti de chacun. Ce travail de thèse est consacré au développement de nouvelles approches destinées à satisfaire les impératifs évoqués précédemment, l’objectif étant la production de nouvelles classes de dispositifs photoniques associant les matériaux silicium et graphène, exploitant les caractéristiques non-linéaires uniques de ce dernier (absorption saturable ultrarapide et indépendante de la longueur d’onde) et les remarquables capacités du premier pour la fabrication de structures photoniques miniaturisées permettant un fort confinement de la lumière en utilisant les procédés de fabrication avancés et bas coût de la microélectronique silicium. Concernant la miniaturisation photonique, il est proposé de mettre en oeuvre une stratégie de confinement de type diffractif à base de structures périodiques à fort contraste d’indice pour le contrôle spatio-temporel de la trajectoire des photons. 3 Cette stratégie, au cœur des récents développements de la Micro-Nano-Photonique, est usuellement répertoriée sous la nomination de l’approche « Cristal Photonique ». Selon cette approche le matériau silicium a été utilisé en raison de ses remarquables caractéristiques photoniques : son indice optique élevé (autour de 3,5) en fait un excellent candidat pour la réalisation de cristaux photoniques ; cela s’est avéré particulièrement vrai dans la configuration dite membrane, dans laquelle un cristal photonique 1D est formé dans une couche mince de silicium sur isolant, en l’occurrence la silice (SOI). Il a été démontré, théoriquement et expérimentalement, que ces cristaux photoniques 1D peuvent se comporter comme des résonateurs, adressables par la surface verticalement, c’est-à-dire comme des réservoirs de photons où l’énergie électromagnétique peut être accumulée et stockée temporairement de manière à assurer un couplage efficace (absorption) au matériau graphène, moyennant un coût très réduit en termes de la puissance incidente (réduction théorique d’un facteur 25, facteur 7 réalisé expérimentalement). Le résonateur à base de cristal photonique 1D conçu et réalisé dans ce travail fournit également un « sous-produit » photonique très attractif : il se comporte comme un réflecteur compact très efficace, dont les caractéristiques spectrales peuvent être contrôlées à volonté. Un travail important à été consacré à la synthèse du graphène par méthode de dépôt en phase vapeur sur des substrats de nickel et de cuivre : une analyse détaillée de l’influence des paramètres de dépôt et des mécanismes de croissance a été réalisée. Il a été démontré que ces substrats peuvent être utilisés pour la production de une à quelques monocouches de graphène couvrant une surface d’environ 2cm2, de très haute qualité structurale, comme validé par spectroscopie Raman. [...]No abstract
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Crosnier, Guillaume. "Nanodiodes laser hybrides InP sur Silicium injectées électriquement." Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC225.
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Face au défi que représente l'interconnect bottleneck, l'industrie microélectronique se doit de mettre en place une nouvelle technologie pour le transfert de données aux échelles inter- et intra-puces. Sur la base des performances démontrées pour les grandes distances de propagation, les interconnexions optiques constituent aujourd'hui la solution la plus étudiée pour résoudre ce défi. Si le transport de l'information au travers d'interconnexions optiques peut profiter de la technologie développée autour des guides d'onde SOI, les fonctionnalités actives n'ont pas encore atteint le même niveau de maturité. Un des points critiques restant à développer est la source laser qui doit répondre à des critères de faible seuil, d'efficacité énergétique, de taille réduite et de bande passante élevée. Au cours de cette thèse, nous avons proposé un nouveau design de nanolaser hybride InP sur SOI reposant sur une cavité rib à cristaux photoniques 1D. Cette nouvelle architecture permet d'injecter efficacement du courant électrique dans des cavités optiques de grands facteurs de qualité couplées à une circuiterie de guides d'onde en silicium. Dans ce travail, nous nous sommes d'abord intéressés à la conception des nanodiodes lasers en mettant en place les simulations électriques et optiques nécessaires. Ceci nous a permis de déterminer un design résolvant le problème du pompage électrique, jalon incontournable pour l'utilisation de tels dispositifs. Nous avons développé la technologie nécessaire à leur fabrication en s'imposant comme contrainte l'utilisation de procédés compatibles avec la technologie CMOS en matière de température. Ces études et ces développements ont abouti à la première démonstration de nanolasers pompés électriquement intégrés sur des guides d'ondes en silicium. Ces lasers émettent autour de 1. 55um et ont pu être opérés en régime continu avec des seuils de l'ordre de 100 uA à 1 V de tensionConfronted with the challenge of the interconnect bottleneck, microelectronics industry must develop a new technology for data transfer over inter- and infra-chip distances. Based on the demonstrated performance for long distances, optical interconnects are right now the most studied solution to take up to this challenge. If data transfer through optical interconnects can benefit from the developed technologies for silicon photonics, active components are still lacking maturity. One of the critical points that needs to be addressed is the development of an ultrasmall, low-power, energy-efficient laser source with high bandwidth. During this PhD, we proposed a new design of hybrid InP on SOI nanolaser relying on a 1D rib Photonic Crystal (PhC) cavity. This new architecture allows us to efficiently inject electrical current in high quality factors optical cavities coupled to silicon waveguides circuitry. In this work, we first looked at the conception of nanolasers by carrying out the required electrical and optical simulations. This allowed us to define a design solving the problem of electrical injection, a necessary step for the use of that kind of components. We also developed the technology needed for their fabrication by limiting us to processes that are CMOS-compatible in terms of temperature. These developments led to the first demonstration of electrically-pumped nanolasers fully integrated on silicon waveguides. Those nanolasers emitting around 1. 55um were operated in continuous regime with threshold values of 100 uA at a voltage of 1 V
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Amans, David. "Microsources photoniques à base de nanocristaux de silicium." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2002. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1891_damans.pdf.
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L'étude intitulée "microsources photoniques à base de nanocristaux de silicium" porte sur l'utilisation du silicium comme matériau actif dans une source de lumière. On cherche donc à déterminer si le silicium, omniprésent dans l'industrie de l'électronique, peut également être utilisé dans l'optoélectronique. Notre but est alors de réaliser une source utilisant comme matériau émetteur des nanocristaux de silicium. Ce sont des grains de silicium monocristallins, sphériques et d'un diamètre compris entre 3 nm et 7. 5 nm. Leur émission dans le visible est interprétée dans le cadre du confinement quantique. Les nanocristaux sont placés dans une cavité résonante formée par deux miroirs de Bragg. Les miroirs de Bragg sont composés de matériaux diélectriques: SiO2 et TiO2. La cavité plane ainsi constituée est le dispositif le plus couramment utilisé pour la réalisation de laser. Ce travail comporte quatre parties distinctes. La première partie concerne l'étude des propriétés intrinsèques des nanocristaux de silicium en couche mince: indices optiques et propriétés de photoluminescence. Dans une seconde partie, nous avons étudié les miroirs de Bragg et les cavités planes afin d'optimiser nos sources pour l'émission verticale. La troisième partie décrit la réalisation et la caractérisation en photoluminescence des sources. On a notamment observé la modification de l'émission spontanée induite par la cavité, à partir de mesures de temps de vie de photoluminescence. La réalisation et la caractérisation des cavités planes présentant une direction de confinement étant concluante, nous avons étudié les structures autorisants le confinement de la lumière selon 2 directions puis 3 directions. Dans la quatrième partie, nous exposons donc l'étude préliminaire traitant du confinement de la lumière au sein d'un dépôt de nanocristaux arrangé en cristal photonique 2D. Nous avons réalisé des dépôts structurés et nous avons calculé la structure de bande photonique correspondant à la morphologie idéal du cristal photonique 2DThe doctoral thesis entitled "silicon nanocrystals based photonic microsources" deals with the use of silicon as emitter material in light sources. We want to know if silicon, omnipresent in the electronic industry, may offer new oppor-tunity in the field of optoelectronic. The main aim consists in making silicon nanocrystals based cavities. The silicon monocrystalline grains, named sili-con nanocrystals, have spherical shapes with diameters between 3 nm and 7. 5 nm. The nanocrystals strong photoluminescence in the visible range is ascribed to the effect of quantum confinement. The active layer composed of silicon nanocrystals is placed in a Fabry-Pérrot resonator. It is a plane cavity surrounded by two dielectric mirrors composed of silicon oxide and titanium oxide. This device correspond to laser device. Our work can be di-vided into four part. The first part is dedicated to the silicon nanocrystals thin film properties : optical index and photoluminescence properties. The second part is dedicated to the cavities properties and to the Bragg mirrors properties. This theoretical part allows to improve sources properties by well fitting cavities design. In the third part, we describe the production and the photoluminescence characterisation of half cavities and full cavities. Espe¬cially, we have deduced from the life time measurements, the spontaneous emission rate evolution induced by the cavity. Since the production and the characterisation of plane cavities were successful, we investigated 2D and 3D light confinement devices. In the fourth part, we report the preliminary study about light confinement in silicon nanocrystals based 2D photonic crystals. We have produced nanostructured films composed of silicon nanocrystals. We have theoretically investigated the photonic band structure of 2D structured films
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Bourgeois, Martin. "Commutation optique dans un cristal photonique à base de silicium." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ62578.pdf.
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Han, Zheng. "Vers le laser Raman à cristal photonique en filière silicium." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112162.
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Ce travail de thèse est essentiellement consacré à l'étude et à la réalisation d'un laser Raman basé sur les structures à cristaux photoniques (CP) en filière silicium. Nous avons montré que des guides d'onde ridges d'accès combinés avec des tapers inversés permettent d'améliorer efficacement le couplage expérimental de la lumière externe dans des CP. Nous avons réalisé des cavités à CP en approche membrane qui ont permis d'atteindre des facteurs de qualité supérieurs à 2 millions avec un volume modal de l'ordre de la longueur d'onde au cube. Nous avons montré également que le facteur de qualité des cavités à CP dépend de la position des guides d'onde à CP utilisé pour le couplage. Parallèlement, les modélisations numériques sur un nouveau design des cavités en approche SOI nous ont donné un facteur de qualité élevé jusqu'à 8 millions. Nous avons observé une mise en forme du spectre Raman et un renforcement de l'efficacité de la diffusiion Raman d'un factuer supérieur à 10 dans un guide d'onde à CP W1 par rapport à un guide d'onde ridge mono-mode. En particulier, nous avons analysé cette exaltation à travers l'effet Purcell. Nous avons montré qu'une valeur déterministe et une mesure du facteur de Purcell dans une micro-cavité en semi-conducteur peuvent être obtenues en utilisant la diffusion Raman spontanée comme source interne. Un nouveau design de cavité supportant une double résonnance nous a permis d'observer une diffusion Raman stimulée à température ambiante sous une excitation continue. Ces résultats nous permettent de prévoir un seul laser inférieur à 100 mW si l'absorption par porteurs libres peut être rendue négligeableThis work of this thesis has been primarily devoted in the studies and the realization of a Raman laser based on silicon photonic crytal structures. We have shown that access ridge waveguides combined with the inverted tapers allow in optimise efficiently the experimental coupling of the light from an optical fibes into the photonic crystal. We have fabricated the photonic crystal cavities in membrane approach which have allowed to reach quality factor above 2 million with a modal volume of the order of cube wavelenght. The quality factor of photonic crystal cavities has been found dependent on the position of the photonic crystal waveguide used for the coupling. In parallel, the numerical modelings on a new design of the photonic crystal cavities in SOI approach have demonstrated an ultra-high quality factor above 8 000 000. We have observed a reshaping of the Raman spectrum and a more than tenfold enhancement of the Raman scattering efficiency in a W1 photonic crystal waveguide as compared to a single mode ridge waveguide. In particular, we have analysed this enhancement through the Purcell effect. We have shown that a deterministic value and measurement of the Purcell factor in a semiconductor microcavity can be obtained by using spontaneous Raman scattering as an internal source. A new design of a microcavity supporting a double resonance has allowed us to observe stimulated Raman scattering at room temperature under continuous excitation. The model, which accounts for stimulated scattering, two-photon absorption and free-carrier absorption, allows us to predict the onset of Raman lasing in silicon photonic crystals
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Vallée, Jean-Michel. "Source laser accordable jumelant photonique sur silicium et fibre optique." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69037.
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Ce mémoire porte sur la conception de lasers hybrides jumelant les bres optiques à la photonique sur silicium. L'objectif principal est de réaliser un laser polyvalent au niveau de ses paramètres d'émission et permettant en plus d'offrir des performances intéressantes pour les communications optiques. Plusieurs approches menant à l'intégration laser sur la plateforme de photonique sur silicium ont été démontrées. Contrairement aux approches d'intégration qui visent à produire une source la plus compacte qui soit, l'approche choisie vise à réaliser un laser performant qui exploite à la fois les performances d'amplication optique des bres dopées ainsi que le potentiel de traitement optique qu'offre la plateforme de photonique sur silicium. Le principe de fonctionnement de même que les modèles théoriques de différentes structures optiques accessibles grâce à la plateforme de photonique sur silicium sont présentés en détail. Ces structures, permettant le guidage optique à l'échelle nanoscopique de même que la manipulation de la lumière, sont des éléments clés pour la conception de ltres optiques pour les cavités laser. Les performances d'un ltre Vernier sur silicium sont analysées grâce à des simulations numériques. Deux types de lasers hybrides accordables sont présentés dans ce document : celui d'un laser multimodes opérant à 1.55 µm et permettant une sélection de l'espacement spectral entre ses modes et celui d'un laser monomode opérant à 2 µm et accordable sur une large plage spectrale. Dans le premier cas, le milieu d'amplication de la cavité est composé d'une bre optique dopée à l'erbium tandis que dans le second, il s'agit d'une bre dopée au thulium. Les différents éléments de la cavité sont modélisés et leurs performances sont simulées à l'aide d'outils numériques. Enn, les performances expérimentales des lasers sont mesurées en laboratoire.This master's thesis is on the design of a hybrid laser combining optical bers and the technology of silicon photonics. The main objective is to achieve a laser with great control and exibility over its emission parameters and with good performances for the eld of optical telecommunications. Until now, several approaches leading to laser integration on the silicon photonics have been demonstrated. Unlike integration approaches which aim to produce the most compact source possible, the chosen approach aims to produce a high-performance laser which exploits both the optical amplication performance of the doped bers as well as the potential of light processing and precision that oers the silicon photonic platform. The operating principle as well as the theoretical models of dierent optical devices accessible thanks to the silicon photonics are presented in detail. These devices allowing optical connement at the 100-nanometer scale level as well as the manipulation of light are key elements in the design of optical lters for the laser cavity. The performances of a Vernier lter on silicon are analyzed by means of numerical simulations. Two types of hybrid lasers are presented in this document. The rst is a multimode laser allowing a selection of the spectral spacing between its modes. The second type of laser is a single-mode laser operating at 2000 nm and tunable over a range of 100 nm. In the rst case, the amplication medium of the cavity is composed of an optical ber doped with erbium while in the second, it is a ber doped with thulium.
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Rasigade, Gilles. "Modulateur optique haute-fréquence sur subtrat silicium-sur-isolant." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112158.
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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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Kasper, Erich, and Jingzhong Yu. Silicon-Based Photonics. Jenny Stanford Publishing, 2019.
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Silicon-Based Photonics. Jenny Stanford Publishing, 2019.
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Chrostowski, Lukas, and Michael Hochberg. Silicon Photonics Design: From Devices to Systems. Cambridge University Press, 2015.
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Pavesi, Lorenzo, and Laurent Vivien. Handbook of Silicon Photonics. Taylor & Francis Group, 2016.
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Pavesi, Lorenzo, and Laurent Vivien. Handbook of Silicon Photonics. Taylor & Francis Group, 2016.
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Pavesi, Lorenzo, and Laurent Vivien. Handbook of Silicon Photonics. Taylor & Francis Group, 2020.
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Handbook Of Silicon Photonics. Taylor & Francis Inc, 2013.
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