FR2643756A1 - Antireflecting device for optical guide and application to semiconductor lasers - Google Patents

Antireflecting device for optical guide and application to semiconductor lasers Download PDF

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Abstract

Antireflecting device for optical guide in which one entrance face 30 at least is covered with an antireflection layer 32 such that it exhibits a first Fresnel coefficient at the ambient medium/antireflection layer interface and a second Fresnel coefficient at the antireflection layer/optical guide interface. Moreover, the entrance face 30 is inclined with respect to the direction of an incident beam, so that the two Fresnel coefficients have the same absolute value. Lastly, the thickness of the antireflection layer 32 is such that the reflections of the incident beam on the two interfaces give rise to reflected beams in phase opposition.

Description

DISPOSITIE ANTIREFLECHISSANT
POUR GUIDE OPTIQUE ET APPLICATION A
DES LASERS A SEMI-CONDUCTEUR
La présente invention concerne les systèmes ou dispositifs antiréfléchissants pour guide optique et leur application à des lasers, plus particulièrement à des lasers à matériaux semi-conducteurs.
ANTIREFLECTING DEVICE
FOR OPTICAL GUIDE AND APPLICATION A
SEMICONDUCTOR LASERS
The present invention relates to antireflective systems or devices for optical waveguides and their application to lasers, more particularly to lasers with semiconductor materials.

Dans les systèmes optiques, un interface séparant deux milieux d'indices de réfraction différents constitue, pour un faisceau lumineux incident, une surface de réflexion. Cette réflexion peut être préjudiciable en raison des pertes optiques introduites. On trouve des applications intéressantes du dispositif de l'invention dans les lasers à semi-conducteurs ainsi que dans les amplificateurs optiques à semi-conducteurs en raison du fait que ce dispositif permet de s'affranchir des réflexions parasites qui nuisent au bon fonctionnement de ces systèmes. In optical systems, an interface separating two media of different refractive indices constitutes, for an incident light beam, a reflection surface. This reflection can be detrimental because of the optical losses introduced. Interesting applications of the device of the invention are found in semiconductor lasers as well as in semiconductor optical amplifiers because of the fact that this device makes it possible to dispense with parasitic reflections which impede the proper functioning of these devices. systems.

Un laser se compose d'un milieu amplificateur à l'intérieur d'un résonateur optique, souvent constitué d'une cavité formée de deux miroirs. Dans le cas du laser à semi-conducteur, les miroirs de la cavité sont simplement les faces clivées de la puce de semi-conducteur, à chaque extrémité de la zone active. La réflectivité de l'interface semi-conducteur/air est d'environ 30 % et le parailèlisme des deux faces est assuré automatiquement par le clivage suivant un plan cristallin, ce qui réalise effectivement ~ une cavité laser sans avoir à rajouter d'éléments extérieurs. A laser consists of an amplifying medium inside an optical resonator, often consisting of a cavity formed by two mirrors. In the case of the semiconductor laser, the mirrors of the cavity are simply the cleaved faces of the semiconductor chip, at each end of the active zone. The reflectivity of the semiconductor / air interface is approximately 30% and the parailelism of the two faces is automatically ensured by the cleavage along a crystalline plane, which effectively realizes ~ a laser cavity without having to add external elements .

Dans certaines applications il est cependant nécessaire d'utiliser des miroirs externes indépendants: ces cavités externes permettent de diminuer la largeur de raie, d'accorder la longueur d'onde ou de générer des impulsions sub-picosecondes en régime "mode locked". Ces différents systèmes étant très sensibles aux réflectivités résiduelles sur les faces clivées, il est nécessaire d'appliquer à ces dernières un traitement antireflet très efficace (réflectivité résiduelle inférieure à
Dans les amplificateurs optiques à large bande, on doit éviter les effets de cavité- et on a aussi recours à des traitements antireflets.
In some applications, however, it is necessary to use independent external mirrors: these external cavities make it possible to reduce the linewidth, to tune the wavelength or to generate sub-picosecond pulses in "locked mode" mode. Since these different systems are very sensitive to residual reflectivities on the cleaved faces, it is necessary to apply a very effective antireflection treatment to the latter (residual reflectivity less than
In broadband optical amplifiers cavity effects should be avoided, and anti-reflective treatments are also used.

Pour éviter les réflexions indésirables pouvant se produire à l'interface entre deux milieux d'indices de réfraction différents, différentes structures ont été réalisées. To avoid undesirable reflections that may occur at the interface between two different refractive index media, different structures have been realized.

Certaines de ces structures ayant pour but d!éliminer le pouvoir réfléchissant des faces extrémités du milieu actif laser, celles-ci ont été recouvertes de couches antireflets obtenues, par exemple, par dépôt de vapeur de matériaux diélectriques. Ces couches sont connues des techniciens sous le nom de "quart-d'onde", relativement à leur épaisseur. Since some of these structures are intended to eliminate the reflectivity of the end faces of the laser active medium, they have been covered with antireflection layers obtained, for example, by vapor deposition of dielectric materials. These layers are known technicians by the name of "quarter-wave", relative to their thickness.

De telles couches donnent théoriquement de bons résultats . Such layers theoretically give good results.

Cependant, comme la mise en oeuvre de cette technique dépend des valeurs respectives des indices optiques des milieux ambiants, des milieux - actifs lasers et des couches quart-d'onde, elle présente un inconvénient majeur. En effet, il est dans ce cas impérativement nécessaire de traiter les faces d'extrémités de chaque milieu laser comme un cas particulier étant donné que les indices de ces milieux laser ne sont pas tous homogènes. L'évaporation doit donc être parfaitement et constamment contrôlée par rapport à l'évolution des caractéristiques du milieu actif laser, par exemple par le contrôle de la puissance de son émission lumineuse. Ceci est essentiellement vrai dans le cas des lasers à semi-conducteurs comportant des guides d'ondes dont l'indice effectif varie d'un guide à un autre. However, since the implementation of this technique depends on the respective values of the optical indices of the ambient media, the active-lasing media and the quarter-wave layers, it has a major disadvantage. Indeed, it is imperative in this case to treat the end faces of each laser medium as a special case since the indices of these laser media are not all homogeneous. The evaporation must therefore be perfectly and constantly controlled with respect to the evolution of the characteristics of the active laser medium, for example by controlling the power of its light emission. This is essentially true in the case of semiconductor lasers having waveguides whose effective index varies from one guide to another.

Cette technique par - dépôt de couches antiréfléchissantes présente de nombreux inconvénients
- I'obtention de réflectivités inférieures à 1 % nécessite un traitement diode laser par diode laser r chacune étant un cas particulier;
- le traitement doit s'effectuer en contrôlant pendant l'évaporation l'évolution des caractéristiques du laser : courbe
P(T), émission spontanée ...
This technique by depositing antireflective layers has many disadvantages.
- The achievement of reflectivities less than 1% requires laser diode laser diode treatment r each being a special case;
- the treatment must be carried out by controlling during the evaporation the evolution of the characteristics of the laser: curve
P (T), spontaneous emission ...

- l'efficacité du traitement dépend de l'indice effectif du guide, qui varie d'une diode à l'autre, même si elles sont du même type
- pour l'obtention de - très faibles réflectivités ( < 10 ) il faut un traitement antireflet à la fois pour le mode TE et pour le mode TM
- nécessité d'une étape de fabrication supplémentaire si on utilise un autre matériau que l'alumine normalement utilisée pour la passivation.
the effectiveness of the treatment depends on the effective index of the guide, which varies from one diode to the other, even if they are of the same type
- to obtain - very low reflectivities (<10) anti-reflective treatment is required for both the TE mode and the TM mode
the need for an additional manufacturing step if a material other than the alumina normally used for passivation is used.

De plus, les performances des couches antiréfléchissantes varient suivant l'indice de réfraction de ces couches
- en évaporant une couche quart-d'onde d'alumine sur des lasers GaAs, on arrive à obtenir une réflectivité R = 3 % à incidence normale
- en évaporant ~ d'autres matériaux (SiOx, ZrO2), on peut obtenir des réflectivités R inférieures à 1 %. On peut aussi évaporer plusieurs couches successives de milieux d'indices différents.
In addition, the performance of the antireflective layers varies according to the refractive index of these layers
by evaporating a quarter-wave layer of alumina on GaAs lasers, it is possible to obtain a reflectivity of R = 3% with normal incidence
- by evaporating ~ other materials (SiOx, ZrO2), it is possible to obtain reflectivities R less than 1%. Several successive layers of media of different indices can also be evaporated.

La. technique décrite ci-dessus est utilisée pour des faces d'extrémités qui font un angle nul ou faible par rapport à la perpendiculaire à l'axe optique du milieu actif laser ou à la direction de propagation du faisceau laser. The technique described above is used for end faces which make a zero or low angle with respect to the perpendicular to the optical axis of the laser active medium or to the direction of propagation of the laser beam.

Une autre technique a été utilisée pour éviter que les faces d'extrémités du milieu actif laser ne constituent un résonateur optique, celle qui consiste à réaliser ces faces d'extrémités pour quelles fassent un angle différent de 900 par rapport à l'axe de propagation du faisceau lumineux. De cette façon, les faisceaux réfléchis ne sont pas renvoyés suivant l'axe du milieu laser. Another technique has been used to prevent the end faces of the active laser medium from constituting an optical resonator, that of making these end faces for which they have an angle different from 900 with respect to the axis of propagation. of the light beam. In this way, the reflected beams are not reflected along the axis of the laser medium.

Cette dernière solution donne le résultat voulu, mais la réflectivité des faces n'est bien entendu pas modifiée, ce qui diminue le taux de couplage avec l'extérieur de la cavité formée entre les deux faces d'extrémités du milieu actif laser. This last solution gives the desired result, but the reflectivity of the faces is of course not modified, which reduces the coupling rate with the outside of the cavity formed between the two end faces of the active laser medium.

Or, il est connu que la réflectivité d'une face d'extrémité est fortement diminuée, voire annulée si celle-ci reçoit un faisceau incident de polarisation parallèle au plan d'incidence, sous un angle dit "de Brewster" dont la valeur Ib est donnée par la formule
tgIB = ni /nr, dans laquelle ni est l'indice du milieu extérieur et n r celui du milieu laser. C'est ainsi qu'en donnant aux faces du milieu laser cette orientation, on obtient une réflectivité presque nulle, du moins pour la polarisation dite "parallèle".
However, it is known that the reflectivity of an end face is greatly reduced, or even canceled if it receives an incident beam of polarization parallel to the plane of incidence, at an angle called "Brewster" whose value Ib is given by the formula
tgIB = ni / nr, in which ni is the index of the external environment and nr that of the laser medium. Thus, by giving the faces of the laser medium this orientation, a nearly zero reflectivity is obtained, at least for so-called "parallel" polarization.

Cette technique élimine l'inconvénient mentionné ci-dessus, mais elle en crée par contre un autre. En effet, dans la plupart des cas, les faces de milieux actifs lasers sont des surfaces très fragiles soumises aux attaques de toutes sortes d'agents extérieurs. 1l est donc nécessaire, dans presque tous les cas, de procéder à des dépôts de couches protectrices dites "couches de passivation", par exemple des dépôts, par évaporation, de couches d'alumine dont on connaît la qualité de grande résistance. Ceci est plus particulièrement vrai, par exemple, dans le cas des lasers semi-conducteurs en GaAlAs afin d'éviter l'oxydation de ce matériau. This technique eliminates the disadvantage mentioned above, but it creates another cons. Indeed, in most cases, the faces of active lasers are very fragile surfaces subject to attacks from all kinds of external agents. It is therefore necessary, in almost all cases, to proceed with the deposition of protective layers known as "passivation layers", for example deposition, by evaporation, of layers of alumina whose quality of high resistance is known. This is more particularly true, for example, in the case of GaAlAs semiconductor lasers in order to prevent the oxidation of this material.

On se trouve donc alors en présence de trois milieux optiques différents, généralement : l'air ambiant, une lame à faces parallèles constituée par la couche de passivation et le milieu laser. Dans ces conditions, en respectant les regles de propagation de la lumière dans ces différents milieux optiques, il est pratiquement impossible au faisceau laser d'atteindre l'angle de Brewster entre l'alumine et Ie milieu laser.En effet, comme les différents indices optiques, ni du milieu ambiant, n de la couche de passivation et n r du milieu laser, doivent répondre à l'inéquation suivante

Figure img00050001
We are therefore in the presence of three different optical media, generally: the ambient air, a parallel-sided blade constituted by the passivation layer and the laser medium. Under these conditions, respecting the light propagation rules in these different optical media, it is practically impossible for the laser beam to reach the Brewster angle between the alumina and the laser medium. optical, ambient, n of the passivation layer and nr of the laser medium, must meet the following inequality
Figure img00050001

Figure img00050002
Figure img00050002

<tb> c'estS <SEP> dire: <SEP> /
<tb> <SEP> n <SEP> , < <SEP> VVl/n2 <SEP> - <SEP> l/nr
<tb> <SEP> l/nr
<tb> si le milieu ambiant est comme l'air (ni = 1-) et le milieu actif laser comme l'arséniure de gallium (nr = 3,5), l'indice de la couche de passivation devrait être inférieur à 1,043. Or, il est impossible de trouver un matériau passivant qui ait une telle valeur d'indice optique, l'alumine ayant, quant à elle, un indice très voisin de 1,7.
<tb> isS <SEP> say: <SEP> /
<tb><SEP> n <SEP>, <SEP> VVl / n2 <SEP> - <SEP> l / nr
<tb><SEP> l / nr
<tb> if the environment is like air (ni = 1-) and the active laser medium such as gallium arsenide (nr = 3.5), the passivation layer index should be less than 1.043 . However, it is impossible to find a passivating material that has such an optical index value, alumina having, for its part, an index very close to 1.7.

Les solutions qui ont été proposées ne donnent donc pas satisfaction, surtout du point de vue de la réalisation industrielle de ces systèmes antirefléchissants au niveau des dioptres optiques. The solutions that have been proposed are therefore unsatisfactory, especially from the point of view of the industrial production of these antireflective systems at the level of optical diopters.

La présente invention a pour but de réaliser un dispositif antiréfléchissant pour guide optique. Elle est applicable plus particulièrement aux lasers à semi-conducteur, et fournit une structure qui pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus, tout en étant très simple, et permet une production répétitive de lasers avec couches de passivation sans une mise en oeuvre compliquée. The present invention aims to provide an anti-reflective device for optical guide. It is more particularly applicable to semiconductor lasers, and provides a structure which overcomes the aforementioned drawbacks, while being very simple, and allows a repetitive production of lasers with passivation layers without a complicated implementation.

L'invention a pour objet un dispositif antiréfléchissant pour guide optique comprenant un milieu ambiant d'un premier indice de réfraction (ni) véhiculant un faisceau lumineux incident, un milieu de guidage d'un deuxième indice de réfraction (nr), une face d'entrée séparant le milieu ambiant du milieu de guidage et recevant le faisceau incident, caractérisé en ce que
- a) la face d'entrée est recouverte d'au moins une couche antireflet dtun matériau d'un troisième indice (nq), cette couche antireflet présentant
un premier coefficient de réflectivité de Fresnel (r1) à un premier interface separant le milieu ambiant et la couche antireflet
un deuxième coefficient de réflectivité de Fresnel (r2) à un deuxième interface séparant la couche antireflet et le milieu de guidage
- b) la face d'entrée est inclinée par rapport à la direction du faisceau incident de telle façon que les premier et deuxième coefficients de réflectivité de Fresnel (r1 et r2) ait même valeur absolue
- c) l'épaisseur de la couche antireflet est telle que les réflexions du faisceau incident sur le premier interface et sur le deuxième interface donnent lieu à des faisceaux réfléchis en opposition de phase.
The invention relates to an antireflection device for an optical guide comprising an ambient medium of a first refractive index (ni) carrying an incident light beam, a guide medium of a second refractive index (nr), a face of an input separating the ambient medium from the guide medium and receiving the incident beam, characterized in that
- a) the entrance face is covered with at least one antireflection layer of a material of a third index (nq), this antireflection layer having
a first Fresnel reflectivity coefficient (r1) at a first interface separating the ambient medium and the antireflection layer
a second Fresnel reflectivity coefficient (r2) at a second interface separating the antireflection layer and the guiding medium
b) the input face is inclined with respect to the direction of the incident beam such that the first and second Fresnel reflectivity coefficients (r1 and r2) have the same absolute value
- c) the thickness of the antireflection layer is such that the reflections of the incident beam on the first interface and on the second interface give rise to beams reflected in phase opposition.

Elle a également pour objet un dispositif antiréfléchissant dans lequel le faisceau lumineux incident possède une longueur d'onde déterminée (,), caractérisé en ce que le dispositif antiréfléchissant dans lequel le faisceau lumineux incident possède une longueur d'onde déterminée (cI), caractérisé en ce que
- le matériau de la couche antireflet étant tel que le premier interface presente une réflectivité quasi-nulle sous un premier angle de Brewster et que le deuxième interface présente également une réflectivité quasi nulle sous un deuxième angle de
Brewster, l'inclinaison de la face d'entrée est choisie de façon à avoir un angle d'inclinaison (i) du faisceau incident sur le premier interface supérieur au premier angle de Brewster et que le faisceau réfracté après le passage du premier interface tombe sur le deuxième interface sous un angle inférieur au deuxième angle de Brewster de manière à avoir des coefficients de réflectivité (rl et r2) égaux en valeurs absolues et opposés en signes.
It also relates to an antireflective device in which the incident light beam has a specific wavelength (,), characterized in that the antireflective device in which the incident light beam has a specific wavelength (cI), characterized in that
the material of the antireflection layer being such that the first interface has a quasi-zero reflectivity at a first Brewster angle and the second interface also has a near zero reflectivity at a second angle of
Brewster, the inclination of the input face is chosen so as to have an angle of inclination (i) of the incident beam on the first interface greater than the first Brewster angle and that the refracted beam after the passage of the first interface falls on the second interface at an angle less than the second Brewster angle so as to have reflectivity coefficients (r1 and r2) equal in absolute values and opposite in signs.

Le dispositif antiréfléchissant de l'invention est caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche antireflet a sensiblement pour valeur la moitié de la longueur d'onde (R/2) du faisceau incident. The antireflective device of the invention is characterized in that the thickness of the antireflection layer is substantially equal to half the wavelength (R / 2) of the incident beam.

Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif antiréfléchissant pour laser du type à semi-conducteur apte à être disposé dans un milieu ambiant dont l'indice optique a une valeur ni, comprenant un guide optique délimité par deux faces d'extrémités, au moins une couche antireflet à faces parallèles d'épaisseur "d" et d'indice optique "nq", ladite couche antireflet étant déposée sur l'une des faces d'extrémités dudit guide, caractérisé par le fait que ltépaisseur "d" de ladite couche antireflet est donnee par la formule
#/2 . (k+1) . cos q
d = ---------
nq- nI.sin q . sin i
q i dans laquelle ".\" est la longueur d'onde du faisceau laser2 "k" est un entier naturel, "i" est la valeur de l'angle d'incidence du faisceau laser sur le dioptre de séparation entre le milieu ambiant et la couche antireflet, "q" est la valeur de l'angle d'incidence du faisceau sur le dioptre de séparation entre la couche antireflet et le guide optique, les valeurs des angles "i" et "q" étant liées par la formule sin i / sin q = nq/ni, la valeur de l'angle "i" etant supérieur à celle de l'angle de
Brewster entre le milieu ambiant et la couche antireflet et la valeur de l'angle q étant inférieure à l'angle de Brewster caractérisant l'interface entre la couche antireflet et le guide optique.
More specifically, the subject of the present invention is a semiconductor laser anti-reflective device capable of being placed in an ambient medium whose optical index has a value n i, comprising an optical guide delimited by two end faces, at least one antireflection layer with parallel faces of thickness "d" and optical index "nq", said antireflection layer being deposited on one of the end faces of said guide, characterized in that the thickness "d" of said antireflection layer is given by the formula
# / 2. (k + 1). cos q
d = ---------
nq- nI.sin q. sin i
qi where ". \" is the wavelength of the laser beam2 "k" is a natural integer, "i" is the value of the angle of incidence of the laser beam on the separation diopter between the ambient and the antireflection layer, "q" is the value of the angle of incidence of the beam on the separation diopter between the antireflection layer and the optical guide, the values of the angles "i" and "q" being linked by the formula sin i / sin q = nq / ni, the value of the angle "i" being greater than that of the angle of
Brewster enters the ambient medium and the antireflection layer and the value of the angle q being less than the Brewster angle characterizing the interface between the antireflection layer and the optical guide.

Selon une autre caractéristique de l'invention, pour un triplet "air ambiant", couche de passivation en alumine et milieu actif laser en arséniure de gallimum", la valeur de l'angle "i" étant sensiblement égale à 74 degrés, sachant que les indices de l'air et de l'alumine sont respectivement sensiblement égaux à 1 et 1,65 et que la longueur d'onde est égale à 0,8 micromètres, l'épaisseur de la couche de passivation est égale å: à ou2983 (k+1) micromètres, "k" étant un entier naturel. According to another characteristic of the invention, for an "ambient air" triplet, an alumina passivation layer and a gallimum arsenide active laser medium, the value of the angle "i" being substantially equal to 74 degrees, knowing that the indices of air and alumina are respectively substantially equal to 1 and 1.65 and that the wavelength is equal to 0.8 micrometers, the thickness of the passivation layer is equal to: (k + 1) micrometers, where "k" is a natural integer.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels
- la figure 1 représente, vue en coupe partielle, un mode de réalisation d'un système antiréfléchissant selon l'invention
- la figure 2 représente les courbes de variation des coefficients de Eresnel aux interfaces d'une couche antireflèts en fonction de l'angle d'incidence d'un faisceau lumineux
- la figure 3, une application du dispositif de l'invention à un laser semiconducteur.
Other features and advantages of the present invention will appear in the course of the following description given with reference to the accompanying drawings for illustrative purposes, but in no way limiting, in which:
FIG. 1 represents, in partial sectional view, an embodiment of an antireflective system according to the invention
FIG. 2 represents the variation curves of the Eresnel coefficients at the interfaces of an antireflection layer as a function of the angle of incidence of a light beam.
- Figure 3, an application of the device of the invention to a semiconductor laser.

La figure 1 représente un milieu de guidage optique 100 recevant un faisceau lumineux 200. Par exemple, le milieu de guidage optique est un milieu amplificateur laser 100 du type à semi-conducteur. Sur au moins l'une de ses deux faces d'extrémités 30, la face d'entrée par exemple est déposée une couche antireflet 32 en matériau optique transparent à la longueur d'onde "A" du faisceau lumineux 200 apte à être émis par un générateur laser pilote non représenté. Cette couche antireflet 32 tient lieu également de couche de passivation pour la face d'entrée 30 du milieu de guidage optique. FIG. 1 represents an optical guiding medium 100 receiving a light beam 200. For example, the optical guiding medium is a semiconductor type laser amplifier medium 100. On at least one of its two end faces 30, the entry face for example is deposited an antireflection layer 32 of optical material transparent to the wavelength "A" of the light beam 200 adapted to be emitted by a pilot laser generator not shown. This antireflection layer 32 also serves as a passivation layer for the input face 30 of the optical guiding medium.

Ce milieu actif laser est positionné sur un axe optique 34 définissant la direction de propagation du faisceau lumineux à amplifier, sachant que, par axe optique, on entend la direction du chemin pris par le faisceau laser quand il se propage d'un point à un autre en traversant les différents milieux optiques successifs et les dioptres les séparant.Pour bien -fixer le problème de la propagation du faisceau laser, l'axe optique 34 est défini par la portion de chemin optique 34 entre les points 36, par exemple la sortie d'un générateur laser pilote, et 37, point d'incidence du faisceau laser 200 sur le premier dioptre 38 de séparation entre l'atmosphère 45 et la couche de passivation 32, la portion 39 entre les points 37 et 40, point d'incidence du faisceau 200 refracté au passage du premier dioptre 38, sur le second dioptre 41 de séparation entre la couche de passivation et le milieu amplificateur laser 100, et la portion 42 suivie par le faisceau 200 dans le milieu amplificateur 100 après sa réfraction au passage du second dioptre 41. This active laser medium is positioned on an optical axis 34 defining the direction of propagation of the light beam to be amplified, knowing that, by optical axis, we mean the direction of the path taken by the laser beam when it is propagated from one point to one the other, passing through the different successive optical media and the diopters separating them. In order to fix the problem of the propagation of the laser beam, the optical axis 34 is defined by the optical path portion 34 between the points 36, for example the output of a pilot laser generator, and 37, point of incidence of the laser beam 200 on the first dioptre 38 of separation between the atmosphere 45 and the passivation layer 32, the portion 39 between the points 37 and 40, point d incidence of the refracted beam 200 at the passage of the first dioptre 38, on the second dioptre 41 for separation between the passivation layer and the laser amplifying medium 100, and the portion 42 followed by the beam 200 in the amplifying medium indicator 100 after its refraction at the passage of the second dioptre 41.

Le faisceau incident 200 tombe donc sur le premier dioptre 38 sous un angle d'incidence de valeur "i" f! et subit une réfraction sous un angle de réfraction de valeur "q" pour pénétrer dans la couche de passivation 32, les valeurs "i" et "q" étant liées par l'une des équations de Descartes : sin i / sin q = nq/ni, "nq." étant l'indice optique du milieu sin constituant la couche de passivation 32, par rapport à la valeur de ltindice optique du milieu ambiant 45 choisie égale à l'unité. The incident beam 200 thus falls on the first diopter 38 at an incidence angle of value "i" f! and undergoes refraction at a refractive angle of value "q" to penetrate the passivation layer 32, the values "i" and "q" being linked by one of the Descartes equations: sin i / sin q = nq / ni, "nq." being the optical index of the medium sin constituting the passivation layer 32, with respect to the value of the optical index of the ambient medium 45 chosen equal to unity.

Le faisceau traverse alors la couche de passivation 32 en suivant la portion de chemin optique 39 et tombe sur le seconde dioptre 41 sous un angle d'incidence égal à "q", puisque la couche 32 est une lame à face parallèle. II subit une second réfraction au niveau de ce dioptre 41 et pénètre dans le milieu actif laser 100 sous un angle de réfraction de valeur "r", pour parcourir ensuite la portion de chemin optique 42. The beam then passes through the passivation layer 32 following the optical path portion 39 and falls on the second diopter 41 at an angle of incidence equal to "q", since the layer 32 is a parallel-faced blade. It undergoes a second refraction at this diopter 41 and enters the active laser medium 100 at a refraction angle of value "r", to then travel the optical path portion 42.

Or, il est connu qu'un dioptre de séparation entre deux milieux transparents, pour un faisceau lumineux, constitue un miroir partiellement réfléchissant donnant naissance à un faisceau réfracté et à un faisceau réfléchi. Dans le cas du faisceau 200 tombant sur les dioptres 38 à 41, il est donc donné naissance à deux portions de faisceaux réfléchis, 44 dans l'atmosphère 45, et 46 dans la couche 32.Ces deux portions de faisceaux sont réfléchies suivant les lois de Des cartes, c'est-à-dire suivant les valeurs d'angles respectivement "i" et 'rqff,
Le faisceau 46 tombe sur le dioptre 38 au point 49 sous une incidence de valeur "q", pour subir une réflexion 47, mais aussi une réfraction 48 sous une valeur d'angle "i", puisque le faisceau passe du milieu de la couche. 32 dans le milieu ambiant 45. 1l est donc évident que, les deux faisceaux 44 et 48 faisant avec la normale à la face 38 de la couche 32 une même valeur d'angle, en l'occurrence "i", ces deux faisceaux sont parallèles.
However, it is known that a separation diopter between two transparent media, for a light beam, is a partially reflecting mirror giving rise to a refracted beam and a reflected beam. In the case of the beam 200 falling on the dioptres 38 to 41, it is therefore given two reflected beam portions, 44 in the atmosphere 45, and 46 in the layer 32.These two portions of beams are reflected according to the laws of cards, that is to say according to the values of angles respectively "i" and "rqff,
The beam 46 falls on the diopter 38 at the point 49 under an incidence of value "q", to undergo a reflection 47, but also a refraction 48 under an angle value "i", since the beam passes from the middle of the layer . 32 in the environment 45. It is therefore obvious that, the two beams 44 and 48 making with the normal to the face 38 of the layer 32 the same angle value, in this case "i", these two beams are parallel.

Pour obtenir,, sur le dioptre 38, une réflexion quasi nulle, les deux faisceaux 44 et 48 doivent être en interférence dite "destructive", c'est-à-dire en opposition de phase. I1 faut donc que le trajet optique des faisceaux suivant les portions 39 et 46 définies ci-dessus entre les points 37-40-49 soit égal au trajet optique compris entre le point 37 et le point 50 qui est la projection orthogonale du point 49 sur le trajet de la portion de faisceau 44, à un multiple impair près de la demi-longueur d'onde du faisceau lumineux considéré. To obtain, on the diopter 38, a reflection that is almost zero, the two beams 44 and 48 must be in so-called "destructive" interference, that is to say in phase opposition. It is therefore necessary that the optical path of the beams along the portions 39 and 46 defined above between points 37-40-49 be equal to the optical path between point 37 and point 50 which is the orthogonal projection of point 49 on the path of the beam portion 44, at an odd multiple near the half-wavelength of the light beam considered.

La couche de passivation 32 (ou couche antireflet) présente donc deux interfaces
- un interface air ambiant 45/couche de passivation 30
- un interface couche de passivation 30/milieu de guidage optique 100
Un faisceau incident arrivant sur ces interfaces est l'objet d'une réflexion. L'intensité lumineuse réfléchie par un interface est fonction de l'inclinaison du faisceau incident par rapport à la normale au plan de l'interface. En effet, le coefficient de réflectivité de Fresnel varie selon l'angle d'incidence dtun faisceau incident. De plus, les coefficients de réflectivité de Fresnel sont différents pour les deux types d'interface définis précédemment et leurs variations en fonction de l'angle d'incidence d'un faisceau incident sont différentes.
The passivation layer 32 (or antireflection layer) thus has two interfaces
an ambient air interface 45 / passivation layer 30
a passivation layer interface 30 / optical guide medium 100
An incident beam arriving on these interfaces is the object of a reflection. The luminous intensity reflected by an interface is a function of the inclination of the incident beam relative to the normal to the plane of the interface. Indeed, the Fresnel reflectivity coefficient varies according to the incident angle of an incident beam. In addition, the Fresnel reflectivity coefficients are different for the two types of interface defined above and their variations as a function of the incident angle of an incident beam are different.

La figure 2 représente un exemple de variations des coefficients de réflectivité de Fresnel aux interfaces de la couches 32. FIG. 2 represents an example of variations of the Fresnel reflectivity coefficients at the interfaces of the layers 32.

Les courbes représentées ont été obtenues avec une couche antireflet réalisée, sous forme d'une couche de passivation, par évaporation d'alumine sur la face 30 du guide optique 100. L'alumine a sensiblement pour indice de réfraction n = 1,65. Le guide optique 100 est en arséniure de gallium
q
(AsGa) et a pour indice effectif sensiblement nr =- 3,5. Le milieu ambiant 45 est de l'air d'indice n. = 1.
The curves shown were obtained with an antireflection layer made, in the form of a passivation layer, by evaporation of alumina on the face 30 of the optical guide 100. The alumina has a refractive index n = 1.65. The optical guide 100 is made of gallium arsenide
q
(AsGa) and has effective index substantially nr = - 3.5. The ambient medium 45 is air of index n. = 1.

En faisant varier l'angle d'incidence i (voir figure 1) du faisceau incident 200 de polarisation parallèle au plan d'indice, le coefficient de réflectivité de Fresnel rl à l'interface 38 entre I'air ambiant et la couche 30, varie selon la courbe rl de la figure 2. On voit sur cette courbe que lorsque l'angle d'incidence i augmente, le coefficient de réflectivité diminue, et devient nul pour une valeur, d'environ 60 degrés sur la figure 2, appelé angle de Brewster. Puis au delà de l'angle de Brewster le coefficient de réflectivité de
Fresnel devient négatif et augmente en valeur absolue.La valeur négative du coefficient de réflectivité (pour un angle d'incidence supérieur à l'angle de Brewster) a pour effet d'induire un déphasage d'une demi longueur ( 1 /2) sur le faisceau alumineux réfléchi. Ainsi, en se reportant à la figure 1, si l'angle i est supérieur à angle de Brewster, le faisceau réfléchi 44 sera déphasé d'une demi longueur d'onde, lors de la réflexion, par rapport au faisceau incident 200
En ce qui concerne l'interface 41 entre la couche 30 et le guide optique 100, le coefficient de Fresnel r2 varie selon la courbe r2. Cette courbe a été également obtenue en faisant varier l'angle i et a été tracée en fonction de l'angle.
By varying the angle of incidence i (see FIG. 1) of the incident beam 200 of polarization parallel to the index plane, the reflectivity coefficient of Fresnel rl at the interface 38 between the ambient air and the layer 30, varies according to the curve rl of FIG. 2. It can be seen on this curve that when the angle of incidence i increases, the reflectivity coefficient decreases, and becomes zero for a value of about 60 degrees in FIG. Brewster angle. Then beyond the Brewster angle the reflectivity coefficient of
Fresnel becomes negative and increases in absolute value. The negative value of the reflectivity coefficient (for an angle of incidence greater than the Brewster angle) has the effect of inducing a phase shift of half a length (1/2) on the aluminous beam reflected. Thus, referring to FIG. 1, if the angle i is greater than Brewster's angle, the reflected beam 44 will be half-wavelength-shifted, during reflection, with respect to the incident beam 200.
With regard to the interface 41 between the layer 30 and the optical guide 100, the Fresnel coefficient r2 varies according to the curve r2. This curve was also obtained by varying the angle i and was plotted as a function of the angle.

Cette courbe ne présente pas, dans exemple considéré, de point d'annulation du coefficient de réflectivité de Fresnel.In this example, this curve does not show a point of cancellation of the Fresnel reflectivity coefficient.

Pour obtenir une interférence destructive des faisceaux réfléchis par les deux interfaces 38 et 41, il faut deux conditions
- il faut que les deux ondes lumineuses réfléchies aient même intensité
- il faut que les deux ondes lumineuses soient en opposition de phase.
To obtain a destructive interference of the beams reflected by the two interfaces 38 and 41, two conditions are necessary
- the two reflected light waves must have the same intensity
- the two light waves must be in phase opposition.

Pour que les deux ondes lumineuses réfléchies par les deux interfaces aient même intensité il faut que les coefficients de réflectivité des deux interfaces soient égaux en valeurs absolues. Sur l'exemple de la figure 2, on voit qu on réalise une telle condition pour une valeur de l'angle d'incidence i d'environ 750.  So that the two light waves reflected by the two interfaces have the same intensity it is necessary that the reflectivity coefficients of the two interfaces are equal in absolute values. In the example of FIG. 2, it is seen that such a condition is realized for a value of the angle of incidence i of about 750.

I1 va de soi que lton pourrait choisir des matériaux (couche 30 notamment) tels que la courbe r2 produise un point d'annulation de la réflectivité, l'interface 30 présentant également un angle de Brewster. Le principe de détermination de l'angle d'incidence i serait le même. C'est-à-dire qu'il faudrait obtenir deux coefficients de reflectivité rl et r2 égaux en valeurs absolues et de signes opposés. It goes without saying that it would be possible to choose materials (layer 30 in particular) such that the curve r2 produces a point of cancellation of the reflectivity, the interface 30 also having a Brewster angle. The principle of determining the angle of incidence i would be the same. That is, two reflectivity coefficients r1 and r2 should be obtained in absolute values and opposite signs.

La deuxième condition d'interférence destructive des faisceaux réfléchis est que les deux ondes lumineuses réfléchies par les deux interfaces soient en opposition de phase. Pour examiner cette condition il faut tenir compte du fait que la réflexion sur l'interface 38 a donné lieu - à un déphasage de cI /2 (voir précédemment). Dans ces conditions, pour obtenir deux ondes réfléchies en opposition de phase, il faut que la différence des trajets optiques des deux faisceaux réfléchis par les deux interfaces soit égaIe à la longueur d'onde du faisceau lumineux. Le faisceau lumineux 44 sera alors déphasé de & 2 par rapport au faisceau lumineux 48. The second condition of destructive interference of the reflected beams is that the two light waves reflected by the two interfaces are in phase opposition. To examine this condition, it must be taken into account that the reflection on the interface 38 gave rise to a phase shift of I / 2 (see above). Under these conditions, to obtain two waves reflected in phase opposition, it is necessary that the difference in the optical paths of the two beams reflected by the two interfaces is equal to the wavelength of the light beam. The light beam 44 will then be out of phase with & 2 with respect to the light beam 48.

Pour déterminer une différence des trajets optiques des deux faisceaux réfléchis égale à la longueur d'onde , on agira sur l'épaisseur d de la couche 32. To determine a difference in the optical paths of the two reflected beams equal to the wavelength, act on the thickness d of the layer 32.

De façon approximative, on pourra donner à l'épaisseur de la couche 32 une valeur égale à une demi longueur d'onde (R /2).  Approximately, we can give the thickness of the layer 32 a value equal to half a wavelength (R / 2).

Ainsi, le faisceau réfléchi par l'interface 30 traversant deux fois dans le sens de ltépaisseur la couche 32 aura sensiblement une longueur de trajet égale à une longueur d'onde . Par contre le faisceau - réfléchi sur l'interface 38 sera simplement affecté du déphasage de A /2 mentionnée précédemment. Les deux faisceaux réfléchis 44 et 48 se retrouveront donc sensiblement en opposition de phase et étant de mêmes intensités, seront en interférence destructive. Thus, the beam reflected by the interface 30 crossing twice in the thickness direction the layer 32 will have substantially a path length equal to one wavelength. By against the beam - reflected on the interface 38 will simply be affected by the phase shift of A / 2 mentioned above. The two reflected beams 44 and 48 will thus find themselves substantially in phase opposition and being of the same intensities, will be in destructive interference.

De façon moins approximative l'épaisseur de la couche 32 sera donnée par la formule : d.nq/cosq = #/2 + k# (au lieu de #/4 + k + #/2 comme cela est prévu habituellement). Dans cette formule, n est l'indice de réfraction de la couche 32. In a less approximate manner the thickness of the layer 32 will be given by the formula: d.nq / cosq = # / 2 + k # (instead of # / 4 + k + # / 2 as is usually expected). In this formula, n is the refractive index of layer 32.

q
On peut également calculer l'épaisseur de la couche 32 de façon précise en prenant en compte les différents trajets optiques des faisceaux lumineux.
q
The thickness of the layer 32 can also be calculated accurately by taking into account the different optical paths of the light beams.


Le trajet optique 37-40-49 est égal à 2n d/cos q, si
q "d" est l'épaisseur de la couche 32.

The optical path 37-40-49 is equal to 2n d / cos q, if
q "d" is the thickness of layer 32.

Le trajet optique entre les points 37 et 50 est alors égal à /2 + 2dni. tg q . cos ( /2 - i), où intervient un élément supplémentaire égal à #/2 dû au déphasage entraîné par la réflexion sur l'interface 38. The optical path between the points 37 and 50 is then equal to / 2 + 2dni. tg q. cos (/ 2 - i), where there is an additional element equal to # / 2 due to the phase shift caused by the reflection on the interface 38.

Comme défini ci-avant, il faut que les deux trajets soient en opposition de phase. Pour cela, ils doivent répondre à l'équation
2nqdZcos q = 2dn. . tg q . sin i .#/2 + #/2 + dans laquelle "k" est un nombre entier naturel.
As defined above, the two paths must be in phase opposition. For this, they must respond to the equation
2nqdZcos q = 2dn. . tg q. sin i. # / 2 + # / 2 + in which "k" is a natural number.

De cette équation, on déduit pour une onde plane, la valeur "d" qui est donnée par l'équation
#/2 . (k+1) . cos q
d = ----------
nq - nisin q . sin i
q i
Dans ce qui précède on choisit les coefficients de réflectivité des Interfaces 38 et 30 tels que
rl = - r2 avec r2 positif
et rl négatif
Ceci est possible avec une couche d'indice n telle q que ni < n < nr. C'est le cas par exemple pour le triplet i q air (n1 = 1), alumine (nq = 1.65), AsGa (nr = 3.5).
From this equation, we deduce for a plane wave, the value "d" which is given by the equation
# / 2. (k + 1). cos q
d = ----------
nq - nisin q. sin i
qi
In the foregoing, we choose the reflectivity coefficients of Interfaces 38 and 30 such that
rl = - r2 with positive r2
and negative rl
This is possible with a layer of index n such that ni <n <nr. This is the case for example for the triplet iq air (n1 = 1), alumina (nq = 1.65), AsGa (nr = 3.5).

Pour ces valeurs de l'indice on trouve les angles suivants pour que le faisceau 42 soit colinéaire avec l'axe de propagation du guide optique 100
i = 74,00 (angle d'incidence)
q = 35,60
r = 15 > 90 (inclinaison du ruban) qui donnent une réflectivité R < 0.01 %.
For these values of the index, the following angles are found for the beam 42 to be collinear with the axis of propagation of the optical guide 100.
i = 74.00 (angle of incidence)
q = 35.60
r = 15> 90 (inclination of the ribbon) which give a reflectivity R <0.01%.

On démontre qu'avec le dispositif de l'invention la détermination des indices (notamment de l'indice de la couche 32) et des angles ne nécessite pas une grande précision tout en permettant au dispositif de remplir son rôle d'antireflet. En effet
Avec n. = 1,-n q = 1.65, n r = 3.5 on a
R < 0.1 % pour un angle d'incidence variant de 73 à 75 degrés.
It is demonstrated that with the device of the invention the determination of the indices (in particular of the index of the layer 32) and the angles does not require a great precision while allowing the device to fulfill its role of antireflection. Indeed
With n. = 1, -nq = 1.65, nr = 3.5 we have
R <0.1% for an angle of incidence varying from 73 to 75 degrees.

Avec n. =-1, n = 1.65, i = 740, on a
R < 0.02 % pour un indice effectif du guide laser variant entre 3.40 et 3. GO.
With n. = -1, n = 1.65, i = 740, we have
R <0.02% for an effective index of the laser guide varying between 3.40 and 3. GO.

Avec n. = 1, n r = 3.5 et i = 740, on ne distingue pas de dégradation de la réflectivité pour n variant entre 1.62 et 1.68. With n. = 1, n r = 3.5 and i = 740, there is no difference in reflectivity degradation for n varying between 1.62 and 1.68.

La figure 3 représente un laser à semiconducteur à cavité externe. Il comporte une zone de guidage 100 comprise entre deux faces inclinées 30 et 60 et revêtues chacune d'une couche, 32 et 62 d'un matériau de passivation. La cavité optique du laser est constituée par deux dispositifs de réflexion 70 et 71 situés de part et d'autre des couches 32 et 62 sur le trajet du faisceau lumineux. Figure 3 shows an external cavity semiconductor laser. It comprises a guide zone 100 between two inclined faces 30 and 60 and each coated with a layer 32 and 62 of a passivation material. The optical cavity of the laser is constituted by two reflection devices 70 and 71 located on either side of the layers 32 and 62 in the path of the light beam.

L'inclinaison des faces 30 et 60 et l'épaisseur des couches 32 et 62 répondent aux conditions décrites précédemment en relation avec les figures 1 et 2. The inclination of the faces 30 and 60 and the thickness of the layers 32 and 62 correspond to the conditions described above in relation to FIGS. 1 and 2.

En application de la présente invention la
Demanderesse a réalisé un dispositif antiréfléchissant pour laser ayant une structure très efficace, avec lequel la réflectivité sur les faces d'extrémités est sensiblement nulle, en utilisant un milieu actif laser à base d'arséniure de gallium donnant un faisceau laser de longueur d'onde de 0,8 micromètres. Elle a trouvé que, pour un angle d'incidence "i" de 74 degrés et pour une couche de passivation en alumine dont l'indice "n" est égal à 1,65, la valeur de l'angle "q" étant donc égale à 35,6 degrés, en donnant à la couche de passivation une épaisseur de 0,2983 micromètres déduite de la formule ci-dessus, elle obtenait sur le dioptre 38 une réflectivité inférieure à 0,01 % pouvant donc ainsi réaliser des amplificateurs lasers efficaces présentant, de plus, une durée de vie appréciable.
In application of the present invention the
Applicant has realized a laser antireflection device having a very efficient structure, with which the reflectivity on the end faces is substantially zero, using a gallium arsenide laser active medium giving a laser beam of wavelength 0.8 micrometers. It found that for an angle of incidence "i" of 74 degrees and for a passivation layer of alumina whose index "n" is equal to 1.65, the value of the angle "q" being equal to 35.6 degrees, giving the passivation layer a thickness of 0.2983 micrometers deduced from the formula above, it obtained on the diopter 38 a reflectivity of less than 0.01% can thus achieve laser amplifiers effective, having, moreover, a significant life.

Le dispositif de l'invention fournit les différents avantages suivants
- réflectivité résiduelle théorique - quasi-nulle (dans l'approximation des ondes planes)
- la couche d'alumine antireflet joue en même temps le rôle de passivation : il n'y a pas nécessité d'une opération technologique supplémentaire. La diode reste passivée et conserve sa durée de vie maximale
- grande insensibilité du dispositif aux variations d'indice de l'alumine et du laser guide : on peut donc traiter les diodes par lots entiers et non plus une par une.
The device of the invention provides the following different advantages
- theoretical residual reflectivity - quasi-zero (in the approximation of plane waves)
the anti-reflective alumina layer at the same time plays the role of passivation: there is no need for an additional technological operation. The diode remains passivated and retains its maximum life
- High insensitivity of the device to the index variations of the alumina and the guide laser: so we can treat the diodes in whole batches and not one by one.

Il est bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Les exemples numériques et la nature des materiaux indiqués n'ont été fournis que pour illustrer la description.  It is obvious that the above description has been made by way of non-limiting example and that other variants can be envisaged without departing from the scope of the invention. Numerical examples and the nature of the materials indicated were provided only to illustrate the description.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Dispositif antiréfléchissant pour guide optique comprenant un milieu ambiant (45) d'un premier indice de réfraction (ni) véhiculant un faisceau lumineux incident 1. Antireflective device for optical guide comprising an ambient medium (45) of a first refractive index (ni) conveying an incident light beam (200), un milieu de guidage (100) d'un deuxième indice de réfraction ou indice effectif (nu), une face d'entrée (30) séparant le milieu ambiant du milieu de guidage et recevant le faisceau incident (200), caractérisé en ce que (200), a guide medium (100) of a second refractive index or effective index (naked), an input face (30) separating the ambient medium from the guide medium and receiving the incident beam (200), characterized in that a) la face d'entrée est recouverte d'au moins une couche antireflet (32) dtun matériau d'un troisième indice a) the entrance face is covered with at least one antireflection layer (32) of a material of a third index (nu), cette couche antireflet présentant (nu), this anti-reflective layer un premier coefficient de réflectivité de Fresnel a first Fresnel reflectivity coefficient (r1) à un premier interface (38) séparant le milieu ambiant et la couche antireflet  (r1) at a first interface (38) separating the ambient medium and the antireflection layer un deuxième coefficient de réflectivité de Eresnel (r2) à un deuxième interface (41) séparant la couche antireflet et le milieu de guidage ;; a second Eresnel reflectivity coefficient (r2) at a second interface (41) separating the antireflection layer and the guide medium; b) la face d'entrée (30) est inclinée par rapport à Ia direction du faisceau incident (200) de telle façon que les premier et deuxième coefficients de réflectivité de Fresnel (r1 et r2) ait même valeur absolue b) the input face (30) is inclined with respect to the direction of the incident beam (200) such that the first and second Fresnel reflectivity coefficients (r1 and r2) have the same absolute value c) l'épaisseur (d) de la couche antireflet (32) est telle que les réflexions du faisceau incident sur le premier interface (38) et sur le deuxième interface (41) donnent lieu à des faisceaux réfléchis en opposition de phase. c) the thickness (d) of the antireflection layer (32) is such that the reflections of the incident beam on the first interface (38) and on the second interface (41) give rise to beams reflected in phase opposition. 2. Dispositif antiréfléchissant selon la revendication 1, dans lequel le faisceau lumineux incident possède une longueur d'onde déterminée (A), caractérisé en ce que 2. antireflective device according to claim 1, wherein the incident light beam has a specific wavelength (A), characterized in that - le matériau de la couche antireflet (32) étant tel que le premier interface (38) présente une réflectivité quasi-nulle sous un premier angle de Brewster et que le deuxième interface présente également une réflectivité quasi nulle sous un deuxième angle de Brewster, l'inclinaison de la face d'entrée est choisie de façon A avoir un angle d'inclinaison (i) du faisceau incident sur le premier interface (38) supérieur au premier angle de Brewster et que le faisceau réfracté après le passage du premier interface tombe sur le deuxième interface sous un angle inférieur au deuxième angle de the material of the antireflection layer (32) being such that the first interface (38) has a quasi-zero reflectivity at a first Brewster angle and the second interface also has a quasi-zero reflectivity at a second Brewster angle, the inclination of the input face is chosen so as to have an angle of inclination (i) of the incident beam on the first interface (38) greater than the first Brewster angle and that the refracted beam after the passage of the first interface falls on the second interface at an angle less than the second angle of Brewster de manière à avoir des coefficients de réflectivité - (rl et r2) égaux en valeurs absolues et opposés en signes.Brewster so as to have reflectivity coefficients - (rl and r2) equal in absolute values and opposite in signs. 3. Dispositif antiréfléchissant selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur (d) de la couche antireflet a sensiblement pour valeur la moitié de la longueur d'onde (R/2) du faisceau incident. 3. An antireflective device according to claim 2, characterized in that the thickness (d) of the antireflection layer is substantially equal to half the wavelength (R / 2) of the incident beam. 4. Dispositif antiréfléchissant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face d'entrée (30) fait un angle (r) avec l'axe de propagation du milieu de guidage (100) de telle façon que le faisceau incident donne lieu, après transmission par les premier et deuxième interfaces, à un faisceau colinéaire avec l'axe de propagation du milieu de guidage. Anti-reflective device according to claim 3, characterized in that the entrance face (30) makes an angle (r) with the propagation axis of the guide medium (100) so that the incident beam gives rise, after transmission by the first and second interfaces, to a collinear beam with the axis of propagation of the guide medium. 5. Ampliticateur optique selon la revendication 4, comportant une couche de guidage optique (100) en matériau semiconducteur, une face d'entrée (30) et une face de sortie (60), caractérisé en ce qu'au moins la face d'entrée (30) est munie d'une couche antireflet (32) et est inclinée par rapport à l1axe de la couche de guidage, le faisceau lumineux incident faisant un angle avec cette face d'entrée de telle façon les réflexions sur les interfaces milieu ambiant/couche antireflet et couche antireflet/couche de guidage donnent lieu à des interférences destructives. 5. Optical amplifier according to claim 4, comprising an optical guide layer (100) of semiconductor material, an input face (30) and an output face (60), characterized in that at least the face of the inlet (30) is provided with an antireflection layer (32) and is inclined with respect to the axis of the guiding layer, the incident light beam being angled with this inlet face in such a way that the reflections on the ambient environment interfaces Anti-reflection layer and anti-reflection layer / guide layer give rise to destructive interference. 6. Laser à semiconducteur selon la revendication 4, comportant une couche de guidage optique (100) en matériau semiconducteur, une face d'entrée (30) et une face de sortie (60) caractérisé en ce qu'au moins la face d'entrée (30) est munie d'une couche antireflet (32) et est inclinée par rapport à l'axe de la couche de guidage, le faisceau lumineux incident faisant un angle avec cette face d'entrée de telle façon les réflexions sur les Interface s milieu ambiant/couche antireflet et couche antireflet/couehe de guidage donnent lieu à des 6. Semiconductor laser according to claim 4, comprising an optical guide layer (100) of semiconductor material, an input face (30) and an output face (60) characterized in that at least the face of the inlet (30) is provided with an antireflection layer (32) and is inclined with respect to the axis of the guiding layer, the incident light beam being angled with this input face in such a way that the reflections on the interface s ambient / antireflection layer and antireflection layer / guiding layer give rise to interférences destructives, un dispositif de réflexion (70) étant disposé du côté de la face d'entrée sur le trajet du destructive interference, a reflection device (70) being disposed on the input side side on the path of the faisceau incident pour constituer, avec Ia face de sortie, une cavité optique. incident beam to form, with the output face, an optical cavity. 7. Laser à semiconducteur selon la revendication 6, Semiconductor laser according to claim 6, caractérisé en ce que Ia face de sortie (60) est également inclinée et est munie d'une couche antireflet (62) identique à characterized in that the exit face (60) is also inclined and is provided with an antireflection layer (62) identical to celle de la face d'entrée, un dispositif de réflexion (71) étant that of the input face, a reflection device (71) being disposé sur le trajet du faisceau lumineux provenant du faisceau incident et ayant traversé le laser, pour constituer une cavité disposed on the path of the light beam from the incident beam and having passed through the laser, to form a cavity optique. optical. 8. Laser à semiconducteur, selon la revendication 7, Semiconductor laser according to claim 7, caractérisé en ce que la face de sortie (60) est inclinée parallèlement à la face d'entrée. characterized in that the exit face (60) is inclined parallel to the entrance face. 9. Dispositif antiréfléchissant, selon la revendication 7, pour laser du type à semiconducteur apte à être disposé dans un milieu ambiant (45) dont l'indice optique a une valeur ni, comprenant un guide optique (100) délimité par deux faces d'extrémités, au moins une couche antireflet (32) à faces parallèles d'épaisseur "d" et d'indice optique "nq", q ladite couche antireflet étant déposée sur l'une des deux faces d'extrémités (30) dudit guide, caractérisé par le fait que l'épaisseur "d" de ladite couche antireflet est donnée par la formule (k+1) . (k+1) . cos q  9. antireflective device according to claim 7, for a semiconductor laser capable of being placed in an ambient medium (45) whose optical index has a value ni, comprising an optical guide (100) delimited by two faces of ends, at least one antireflection layer (32) with parallel faces of thickness "d" and optical index "nq", said antireflection layer being deposited on one of the two end faces (30) of said guide, characterized in that the thickness "d" of said antireflection layer is given by the formula (k + 1). (k + 1). cos q d = ----------- d = ----------- n - nisin q . sin i dans laquelle "R" est Ia longueur d'onde du faisceau laser, "k" est un entier naturel, "i" est la valeur de l'angle d'incidence du faisceau laser (200) sur le dioptre (38) de séparation entre le milieu ambiant et la couche antireflet, Irqit est la valeur de l'angle d'incidence du faisceau sur Ie dioptre (41) de séparation entre la couche antireflet et le guide optique, les valeurs des angles "i" et "q" étant liées par la formule sin i / sin q = n /n., la valeur de l'angle "i" étant supérieure à n - nisin q. where "R" is the wavelength of the laser beam, "k" is a natural integer, "i" is the value of the angle of incidence of the laser beam (200) on the diopter (38) separating the ambient medium and the antireflection layer, Irqit is the value of the angle of incidence of the beam on the diopter (41) separating the antireflection layer and the optical guide, the values of the angles "i" and " q "being bound by the formula sin i / sin q = n / n., the value of the angle" i "being greater than qi celle de l'angle de Brewster entre le milieu ambiant et la couche antireflet et la valeur de l'angle "q" étant inférieur à celle de l'angle de Brewster caractérisant l'interface entre la couche antireflet et le guide optique. the Brewster angle between the ambient medium and the antireflection layer and the value of the angle "q" being less than that of the Brewster angle characterizing the interface between the antireflection layer and the optical guide. 10. Dispositif antiréfléchissant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour un triplet "air ambiant, couche de passivation en alumine et milieu actif laser en arséniure de gallium", la valeur de l'angle "i" étant sensiblement égale à 74 degrés, sachant que les indices de l'air et de l'alumine sont respectivement sensiblement égaux à 1 et 1,65 et que la longueur d'onde lE, "#" est égale à 0,8 micromètre, l'épaisseur de la couche de passivation est égale à : 0,2983 (k+1) micromètres.  10. Antireflection device according to claim 1, characterized in that for a triplet "ambient air, alumina passivation layer and active medium laser gallium arsenide", the value of the angle "i" being substantially equal to 74 degrees, knowing that the indices of air and alumina are respectively substantially equal to 1 and 1.65 and that the wavelength lE, "#" is equal to 0.8 micrometer, the thickness of the passivation layer is equal to: 0.2983 (k + 1) micrometers.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0585102A1 (en) * 1992-08-25 1994-03-02 SHARP Corporation An optical device having two optical waveguides connected and a method of producing the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2514154A1 (en) * 1981-10-06 1983-04-08 Schott Optical Glass Inc METHOD FOR FORMING ANTIREFLECTIVE LAYERS, OPTICAL ELEMENTS, IN PARTICULAR BARS FOR LASERS, HAVING AN ANTIREFLECTIVE LAYER AND LASER HAVING SUCH OPTICAL ELEMENTS
JPS59148381A (en) * 1983-02-14 1984-08-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor laser
JPS60224289A (en) * 1984-04-20 1985-11-08 Fujitsu Ltd External resonator type laser diode
US4575194A (en) * 1984-03-26 1986-03-11 Xerox Corporation Semiconductor laser beam collimator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2514154A1 (en) * 1981-10-06 1983-04-08 Schott Optical Glass Inc METHOD FOR FORMING ANTIREFLECTIVE LAYERS, OPTICAL ELEMENTS, IN PARTICULAR BARS FOR LASERS, HAVING AN ANTIREFLECTIVE LAYER AND LASER HAVING SUCH OPTICAL ELEMENTS
JPS59148381A (en) * 1983-02-14 1984-08-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor laser
US4575194A (en) * 1984-03-26 1986-03-11 Xerox Corporation Semiconductor laser beam collimator
JPS60224289A (en) * 1984-04-20 1985-11-08 Fujitsu Ltd External resonator type laser diode

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELECTRONICS LETTERS, vol. 24, no. 1, janvier 1988, pages 61-62, Stevenage, Herts, GB; C. VASSALLO: "Polarisation-independent antireflection coatings for semiconductor amplifiers" *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 10, no. 79 (E-391)[2136], 28 mars 1986; & JP-A-60 224 289 (FUJITSU K.K.) 08-11-1985 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 8, no. 281 (E-286)[1718], 21 décembre 1984; & JP-A-59 148 381 (MATSUSHITA DENKI SANGYO K.K.) 25-08-1984 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0585102A1 (en) * 1992-08-25 1994-03-02 SHARP Corporation An optical device having two optical waveguides connected and a method of producing the same
US5410623A (en) * 1992-08-25 1995-04-25 Sharp Kabushiki Kaisha Optical device having two optical waveguides connected and a method of producing the same

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