FR2685498A1 - Dispositif optique a couplage de proximite entre deux guides d'onde integres d'encombrement reduit et composant d'optique integre en faisant application. - Google Patents

Abstract

Le dispositif, utilisé à la séparation ou à la réunion de deux rayonnements de longueurs d'onde différentes, est du type dans lequel les guides d'onde comprennent des parties droites d'interaction (11 ,21 ; 11 n ,21 n ) parallèles et proches l'une de l'autre et des parties d'approche curvilignes à inflexion (12 ,22 ,13 ,23 ; 12 n ,22 n ,13 n ,23 n ) raccordées à des extrémités des parties droites et, pour certaines, à des entrées/sorties (4, 5, 6) du dispositif. Suivant l'invention, les parties d'approche situées d'au moins un même côté des parties droites sont dépourvues de toute inflexion, le couplage des parties droites étant éventuellement modifié pour compenser la variation du couplage entre les guides d'onde au long desdites parties d'approche, due à la suppression des inflexions.

Description

La présente invention est relative à un dispositif optique à couplage de

proximité entre deux guides d'onde intégrés dans un substrat et, plus particulièrement, à un tel dispositif applicable à la réalisation de multiplexeurs/démultiplexeurs ou de filtres d'encombrement réduit La présente invention est aussi relative à un composant d'optique intégrée comprenant une combinaison de

tels multiplexeurs/démultiplexeurs et filtres.

On connaît des coupleurs de proximité tels que celui représenté schématiquement à la figure 1,A du dessin annexé à la présente demande de brevet Un tel coupleur est couramment utilisé au multiplexage/démultiplexage de deux rayonnements de longueurs d'ondes différentes Il comprend deux guides d'onde 1,2 intégrés par échange d'ions tels que l'ion thallium par exemple, dans un substrat 3 en verre ou dans un substrat cristallin L'échange d'ions se réalise à

travers un masque définissant la forme des guides d'onde.

Ceux-ci présentent, comme représenté, des parties droites d'interaction 11, 21, parallèles et voisines et des parties d'approche 12,13 et 22, 23 respectivement, connectées à des entrées/sorties ou "ports" 4,5,6, les ports 5 et 6 étant écartés d'une distance fixée par le diamètre de fibres optiques sous gaine (non représentées) qui sont raccordées

à ces ports par la technique du "pigtailing" par exemple.

Ainsi, des rayonnements de longueurs d'onde 1 l et X 2 (il < 12) entrant par le port 4 ressortent séparément par les ports 5 et 6, le rayonnement à l'une des longueurs d'onde passant dans le guide d'onde 2 du fait du passage d'ondes évanescentes dans le substrat, entre les parties droites d'interaction li et 21 des guides, notamment La courbe de réponse d'un tel coupleur prend typiquement la forme représentée à la figure 2, qui fait apparaître deux pics d'atténuation centrés sur les longueurs d'onde Il = 1300 nm et 12 = 1550 nm, comme c'est le cas par exemple lorsqu'on utilise un tel coupleur en télécommunication par fibres optiques Il est clair que le rayonnement à la longueur d'onde X 2 = 1550 nm est très atténuée au port 6 alors que celui à la longueur d'onde X 1 = 1300 nm ne l'est pratiquement pas, et inversement au port 5 On peut ainsi séparer, par exemple, un rayonnement porteur d'un signal audio d'un rayonnement porteur d'un signal vidéo, transmis ensemble dans la même fibre optique Les mêmes rayonnements peuvent être réunis dans la même fibre en progressant en

sens inverse dans le coupleur de la figure 1,A.

Comme représenté à cette figure, les parties d'approche du coupleur de proximité sont conformées de manière à absorber le décalage spatial des entrées/sorties 5,6 du coupleur, couramment de l'ordre de 350 pm, pour réduire l'écartement S des parties droites du guide à une dizaine de microns, typiquement de 8 à 20 pm ceci en réduisant au minimum les pertes par courbure, ce qui oblige à utiliser un grand rayon de courbure R pour ces parties d'approche, typiquement de l'ordre de 100 mm Deux sections successives de guides présentant cette courbure et raccordées par une inflexion sont alors normalement nécessaires pour constituer une partie d'approche Du fait du grand rayon de courbure utilisé, ces parties d'approche présentent alors un encombrement longitudinal important, représentant typiquement les 3/4 de la longueur totale du coupleur qui peut alors atteindre couramment 22 mm environ alors que la longueur 1 des parties droites 11,21 d'interaction des guides d'onde, qui assurent l'essentiel du couplage, est de l'ordre

de 5 à 10 mm environ.

S'agissant de dispositifs intégrés, fabriqués à l'aide de masques, il existe un besoin pour une configuration plus compacte de ces dispositifs, permettant d'en agencer un plus grand nombre sur une même plaque d'un substrat, en verre par exemple, ce qui permet d'accroître proportionnellement le

volume de la production de ces dispositifs.

Des dispositifs plus compacts permettraient en outre de réaliser des composants d'optique intégrée combinant des multiplexeurs/démultiplexeurs, filtres, etc, bénéficiant

ainsi eux-mêmes d'une réduction d'encombrement.

La présente invention a donc pour but de fournir un dispositif optique à couplage de proximité, permettant de réaliser notamment des coupleurs de proximité directionnels ou multiplexeurs/démultiplexeurs en optique intégrée,

d'encombrement réduit.

La présente invention a aussi pour but de fournir un

tel dispositif qui soit également applicable à la ré al i-

sation de filtres en optique intégrée d'encombrement réduit, et à la réalisation de composants d'optique intégrée combinant par exemple en parallèle ou en cascade, de tels

multiplexeurs/démultiplexeurs et de tels filtres.

On atteint ces buts de l'invention, ainsi que d'autres

qui apparaîtront à la lecture de la description qui va

suivre, avec un dispositif optique à couplage de proximité entre deux guides d'onde intégrés dans un substrat, pour la séparation ou la réunion de deux rayonnements de longueurs d'onde différentes, du type dans lequel les guides d'onde comprennent des parties droites d'interaction parallèles et proches l'une de l'autre et des parties d'approche curvilignes à inflexion raccordées à des extrémités des parties droites et, pour certaines, à des entrées/sorties du dispositif Suivant l'invention, les parties d'approche situées d'au moins un même côté des parties droites sont dépourvues de toute inflexion, le couplage des parties droites étant éventuellement modifié pour compenser la variation du couplage entre les guides au long desdites parties d'approche, variations résultant de la suppression

des inflexions ou des parties curvilignes.

La suppression des inflexions est une conséquence de la réduction de la longueur des sections curvilignes des parties d'approche génératrice d'un gain substantiel sur l'encombrement longitudinal du dispositif, ceci sans modification du couplage des guides grâce à une modification compensatoire du couplage des parties droites d'interaction,

comme on le verra plus loin.

Suivant un mode de réalisation de l'invention, une desdites parties d'approche sans inflexion est rectiligne et

colinéaire à la partie droite à laquelle elle est raccordée.

Cette partie d'approche rectiligne est d'autre part raccordée à une entrée/sortie du dispositif L'autre desdites parties d'approche est incurvée et se termine dans

le substrat.

Suivant un autre mode de réalisation de l'invention,

cette autre partie d'approche est supprimée.

Suivant une caractéristique importante du dispositif selon l'invention, la longueur de couplage et l'écartement des parties droites d'interaction des guides sont ajustés pour compenser la variation du couplage des parties d'approche par rapport au couplage de parties d'approche à

inflexion, due à la suppression de ces inflexions.

Le dispositif suivant l'invention est applicable à la réalisation d'un coupleur de proximité ou multiplexeur/démultiplexeur de deux rayonnements, comprenant d'un côté une entrée/sortie raccordée à une extrémité d'un des deux guides d'onde et, de l'autre côté, deux entrées/sorties raccordées chacune à une des autres extrémités des deux guides d'onde, le coupleur étant caractérisé en ce que, du côté du dispositif qui comprend une entrée/sortie unique, les parties d'approche sont

dépourvues d'inflexion.

Le dispositif suivant l'invention est aussi applicable

à la réalisation d'un filtre pour extraire un des rayonne-

ments d'entrée et transmettre l'autre, ce filtre étant caractérisé en ce qu'une partie d'approche rectiligne et colinéaire à une partie droite d'interaction d'un des guides

d'onde est raccordée à une entrée du filtre.

D'autres caractéristiques et avantages du dispositif suivant l'invention apparaîtront à la lecture de la

description qui va suivre et à l'examen du dessin annexé

dans lequel: la figure 1,A représente le coupleur de proximité de la technique antérieure décrit en préambule de la présente

description et les figures 1 B à l E représentent divers modes

de réalisation d'un coupleur multiplexeur/démultiplexeur suivant la présente invention, la figure 2 représente la courbe de réponse d'un tel coupleur multiplexeur/démultiplexeur, également décrite dans

le préambule de la présente description,

la figure 3 représente schématiquement divers modes de réalisation de filtres suivant la présente invention, la figure 4 représente divers modes de réalisation de composants d'optique intégrée suivant la présente invention, dans lesquels sont combinés des coupleurs de proximité et des filtres selon l'invention, la figure 5 représente un autre mode de réalisation d'un tel composant d'optique intégrée, et la figure 6 représente un détail d'un filtre suivant l'invention. On a représenté en B, C, D, E à la figure 1, divers modes de réalisation d'un dispositif suivant l'invention, prenant la forme d'un coupleur de proximité directionnel à usage de multiplexeur/démultiplexeur de deux rayonnements de longueur d'onde Il et X 2, tout comme le coupleur de proximité connu représenté en A et décrit en préambule de la présente

description.

Comme on l'a vu également dans ce préambule, et à titre d'exemple non limitatif, les longueurs d'onde peuvent être telles que A 1 = 1310 nm et 12 = 1550 nm, suivant une norme utilisée en télécommunications par fibres optiques Dans cette application, les positions et largeurs des pics des graphes de la figure 2 sont définies avec des tolérances qui doivent être respectées La présente invention a donc pour but de fournir notamment un coupleur de proximité d'encombrement longitudinal réduit, sans que cette réduction d'encombrement n'entraîne des modifications inacceptables de la courbe de réponse représentée à la figure 2 Il est à noter incidemment que l'encombrement transversal du coupleur est limité par l'écartement d des entrées/sorties 5 et 6 du coupleur, lui-même fonction du diamètre des fibres optiques

gainées qui sont raccordées à ces entrées/sorties ou ports.

A ce point de la description, il faut s'arrêter sur

l'organisation du couplage des guides d'onde 1 et 2 du coupleur de la figure 1,A On sait que le rendement i du transfert d'énergie entre les guides est de la forme: = sin 2 (c 1 + 2 p) 1 étant la longueur des parties droites d'interaction du coupleur, c un coefficient qui dépend à la fois de l'écartement s des parties droites d'interaction et de la longueur d'onde À de la lumière transmise et q une grandeur homogène à c l et représentative du

couplage existant entre chaque paire de parties d'approche-

( 12,22) et ( 13,23), dans l'hypothèse ou celles-ci sont identiques, comme sur la figure 1,A Dans les parties d'approche, le couplage de ces parties étant fonction de l'écart variable des guides, n'est pas constant En notant C(s(x)) le coefficient de couplage des guides à l'abscisse x d'une partie d'approche o S représente la distance entre les parties droites d'interaction, on peut écrire: fapproche C(s(x))dx = C(s)x O x O étant assimilable à une longueur additionnelle de couplage x O est fonction de la longueur d'onde À du rayonnement considéré et de l'écartement S des parties droites des guides On démontre que: (À s) 2 (A) eb-)(( _x e b(A> 2 R x (X;s) =f 2 A()e(s 2 s R Avec V(l)-i b(X) = A(X M (V X+ 4 ' ( tep ç 1 *

T

V(A) = 2 pn= O T 2 A o n O est l'indice de coeur du guide, p son rayon à 1/e, ô la variation maximale entre l'indice du guide et l'indice du substrat, R le rayon de courbure utilisé, X la

longueur d'onde d'intérêt.

En fait, si x O varie sensiblement en fonction de la longueur d ' onde, ce paramètre varie peu en fonction de

l'écartement s.

De ce qui précède, il résulte que le couplage des guides d'onde est fonction du couplage établi par les parties droites d'interaction 11, 21 et par celui qui est introduit additionnellement par les parties d'approche, le couplage introduit par ces parties se renforçant quand celles-ci se rapprochent l'une de l'autre jusqu'à leur raccordement aux parties droites d'interaction On comprend qu'une modification de la forme de ces parties d'approche, par rapport à la forme classique représentée à la figure 1,A, provoque une modification du couplage global Or, les positions et largeurs des pics des graphes de la figure 2 ne

peuvent être maintenues que si ce couplage global est lui-

même maintenu On gardera cette observation présente à l'esprit lors de l'exposé qui va suivre des caractéristiques

de la présente invention.

Suivant celle-ci, on diminue l'encombrement longitudinal L du coupleur en raccourcissant au moins certaines parties d'approche qui occupent, comme on l'a vu plus haut, les 3/4 environ de la longueur L du coupleur représenté à la figure 1,A, du fait du rayon de courbure de guide nécessairement grand utilisé dans ces parties Dans ce coupleur, ces parties comportent au moins une inflexion séparant deux sections de grand rayon de courbure R, de l'ordre de 100 mm par exemple, ce rayon pouvant d'ailleurs être le même dans toutes les parties d'approche, comme représenté On peut aussi choisir le rayon de courbure d'au moins une partie d'approche de manière à améliorer l'isolation entre les rayonnements aux longueurs d'onde)

et 12-

Suivant une caractéristique essentielle de la présente invention illustrée notamment dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, B, on a supprimé toute inflexion, et même toute courbure dans les parties d'approche situées, par rapport aux parties droites d'interaction 11, et 221, du même côté que le port 4 On observera que dans les figures 1 et 3 du dessin annexé, des références identiques ou similaires éventuellement affectées d'indices sont relatives

à des éléments ou organes identiques ou similaires.

Suivant une autre caractéristique de la présente invention, la partie d'approche 121 est rectiligne et colinéaire à la partie droite d'interaction 111 à laquelle elle est raccordée Du côté des ports 5 et 6, la partie d'approche 131 est elle aussi rectiligne et colinéaire à la partie droite 11, alors que la partie d'approche 231 conserve une inflexion entre deux sections curvilignes On conçoit que l'encombrement longitudinal du motif du guide d'onde représenté à la figure 1,B est sensiblement plus faible que celui de la figure 1,A grâce aux gains obtenus du côté du port 4 Du côté des ports 5,6 on n'obtient pas de gain sur la longueur du fait de l'écartement d imposé des ports 5,6 mais on gagne sur les pertes dans le guide 1, par rapport au motif de la figure 1,A, en supprimant des pertes de transition entre sections courbes et sections droites dans

la partie d'approche 131.

On conçoit que la géométrie des parties d'approche du motif de la figure 1,B étant très différente de celle du motif de la figure 1,A, le couplage de ces parties d'approche est différent et modifie donc le couplage global

par rapport à celui obtenu avec le motif de la figure 1,A.

Comme on l'a vu plus haut, dans l'application de l'invention aux télécommunications, il faut cependant que ce couplage global reste constant pour ne pas déplacer les pics de la courbe de réponse représentés à la figure 3, les longueurs d'onde utilisées étant normalisées Suivant la présente invention, on compense la variation de couplage due à la modification de la géométrie des parties d'approche, par une variation correspondante du couplage c l des parties droites d'interaction 11 l et 211 Cette variation s'obtient en agissant sur la longueur 1 et sur l'écartement S des parties

droites d'interaction des guides.

Ces modifications se déterminent aisément grâce aux grandeurs x O définies plus haut Il faut en effet que soit vérifiée, pour les deux longueurs d'onde d'intérêt I 1 et X 2, la relation: C(l,s)l + C(l,s) x 01 (t,s) = C(X,s')l'+C(X,s')x 02 ( 1,s') La longueur d'interaction des parties droites doit être modifiée de 1 à 1 ', leur séparation de S à s', x 01 et x 02

étant respectivement les ancienne et nouvelle valeurs de x 0.

Le motif de la figure 1,C se distingue de celui de la figure 1,B par l'addition d'une partie d'approche curviligne 222 qui accroît le couplage des parties d'approche par rapport à celui obtenu dans le motif 1,B, aux dépens d'une légère diminution du gain en longueur du composant comme on le verra plus loin Le motif de la figure 1,D comprend une partie d'approche curviligne 123 sur le guide 1, avec un effet identique au précédent Le motif 1,E combine les parties d'approche du motif 1,D du côté du port 4 et celles

du motif classique de la figure 1,A du côté des ports 5,6.

On a représenté à la figure 3 des motifs de filtres A à E qui correspondent aux motifs de coupleurs multiplexeurs/démultiplexeurs A à E de la figure 2 Ils ne s'en distinguent donc que par la suppression d'un raccordement d'une partie d'approche soit au port 5, soit au port 6 Le motif F se déduit du motif E par une connexion au port 5 au lieu du port 6 Le motif G comprend deux guides d'onde 1,2 parfaitement parallèles et rectilignes Le tableau suivant donne, pour chaque motif des figures 1 et 3, la longueur totale L obtenue, la variation Al de la longueur des parties d'interaction nécessaires au maintien du couplage, ainsi que la variation As de la séparation entre

les deux parties droites d'interaction.

Motif Al Pm As pm L(Fig 1) mm| L(Fig 3) mm

A 21,933 11,700

B + 226 -0,01 17,120 6,500

C,D -305 + 0,07 18,620 7,800

E,F -213 + 0,03 15,210 9,700

G + 1564 + 0,34 6,000

De l'examen de ce tableau il découle qu'en ce qui concerne les multiplexeurs/démultiplexeurs de la figure 1, le motif le plus compact longitudinalement est le motif E. Comme on l'a indiqué plus haut, la longueur de couplage x O due aux parties d'approche ne dépend que faiblement de

l'écartement S: les valeurs indiquées dans le tableau ci-

dessus restent alors sensiblement valables quelle que soit

la valeur de l'écartement s.

En outre, dans le cas de guides sensiblement circulaires réalisés par dopage d'un substrat en verre avec du thallium, la longueur supplémentaire de couplage x O ne varie pratiquement plus dès que l'écartement des guides est supérieur à 27 pim Dans le cas des diverses géométries des motifs envisagées, et lorsqu'on ne désire pas que le guide se prolonge jusqu'à l'extrémité du substrat (cas des filtres) il suffit d'arrêter les guides dès que cette distance entre guides est atteinte Dans le cas présent, avec des rayons de courbure dans les parties d'approche de mm environ, cette distance entre guides est atteinte

après une longueur de parties d'approche d'environ 1800 pm.

On remarquera que, suivant la géométrie des parties d'approche utilisée, la longueur 1 des parties droites d'interaction doit être accrue (motifs B, G) ou diminuée

(motifs C, D, E, F).

En ce qui concerne les filtres de la figures 3, s'il est possible que le guide filtrant soit dépourvu de courbure du côté de l'entrée il n'est pas toujours possible de faire il de même du côté de la sortie: la terminaison ainsi réalisée ne manquerait pas en effet de réfléchir la lumière dans le guide ou de diffuser de la lumière dans le substrat avec recouplage possible dans le guide de départ Si on peut négliger l'effet de réflexion mentionné ci-dessus dans les guides à gradient d'indice obtenus par diffusion d'ions, il faut absolument empêcher le recouplage résultant du champ lointain qui est alors de l'ordre du degré Comme représenté à la figure 6, on donne à l'extrémité de sortie du guide filtrant une courbure telle que l'angle de sortie a du guide filtrant par rapport à l'autre guide soit au moins égal à 1 , pour éviter tout recouplage dans le guide 2 Avec une telle extrémité courbe de rayon de 100 mm environ, la longueur l de cette extrémité incurvée doit être de l'ordre de 1,5 mm Il faut en outre dessiner en conséquence d'éventuels motifs adjacents de guides d'onde pour éviter un

recouplage dans ceux-ci.

Toutes les géométries de motifs décrites en liaison avec les figures 1 et 3 n'ont pas les mêmes performances en terme d'isolation, de pertes d'insertion, de pertes de courbure et de pertes de transition On appelle pertes de transition celles que l'on observe à la jonction d'une partie droite avec une partie incurvée La suppression suivant l'invention d'inflexions dans au moins certaines parties d'approche conduit ainsi à une réduction du nombre de telles jonctions et du nombre de sections curvilignes, qui conduit à une diminution des pertes de puissance

lumineuse correspondantes.

La suppression suivant l'invention d'au moins une partie d'approche par rectilinéarisation d'un guide permet ainsi de diminuer considérablement l'encombrement longitudinal d'un guide tout en diminuant les pertes de

puissance lumineuse observées dans ce guide.

Dans le dessin d'un multiplexeur/démultiplexeur suivant l'invention, il faut tenir compte de la modification de la géométrie du coupleur résultant de la

suppression/modification des parties d'approche à inflexion.

Celle-ci entraîne une modification de l'isolation dans les deux fenêtres, c'est-à-dire de la séparation des deux longueurs d'onde considérées. Le tableau ci-dessous donne approximativement les modifications des caractéristiques d'isolation auxquelles il faut s'attendre Dans ce tableau on appelle motif de type

ln, ml un motif o N est le nombre des transferts totaux entre guides à la longueur d'onde X 1 et m celui à la longueur d'onde X 2 Si N < m, il < 12.

Motif de type l 1,2 l l 2,3 l l 3,4 l

1,3 1,55 1,3 1,55 1,3 1,55

A B -0,3 d B -1,9 d B -1,2 d B+ 1,6 d B+l,ld B ? D + 0,8 d B-0,8 d B -1,5 d B 5,d B E + 0,8 d B-1 d B -0,6 d B-1,8 d B -1,1 d B -29 C ? -2,8 d B -1,5 d B Les performances en terme de pertes sont sensiblement équivalentes pour tous les motifs B à E de la figure 1, les pertes de courbure étant toutes sensiblement diminuées par rapport à celles du motif classique A Il est à noter toutefois que les pertes de courbure ne sont sensibles que50 lorsque les rayons de courbure utilisés sont inférieurs à mm. Le motif E de la figure 1 présente la longueur la plus faible mais au prix d'une dégradation sensible de ses performances A ce titre, le motif B de la figure 1

représente un compromis satisfaisant.

Des motifs de filtres représentés à la figure 3, le motif B est particulièrement court et à choisir de préférence au motif G qui est particulièrement affecté par un recouplage de la lumière filtrée pour les raisons

évoquées ci-dessus.

Il est enfin à noter que, pour toutes les géométries et tous les composants décrits plus haut, il est parfois difficile technologiquement de réaliser un coupleur de proximité centré exactement sur les deux longueurs d'onde à multiplexer/démultiplexer Il est toutefois possible de remédier, a posteriori, à ce problème en utilisant les

propriétés des guides réalisés par échange d'ions.

Ceux-ci peuvent être en effet rediffusés dans le substrat lorsqu'ils sont placés dans une enceinte thermostatée à une température proche du Tg, température de transformation du verre Cette rediffusion provoque une

augmentation de la dimension des modes propres des guides.

On appelle mode propre d'un guide d'onde, toute répartition de l'intensité lumineuse, perpendiculairement à l'axe de propagation, qui se propage au long de cet axe sans déformation Il en résulte que le couplage entre les deux guides d'un coupleur de proximité augmente, le recouvrement entre les deux modes augmentant La taille des modes diminuant avec la longueur d'onde, on retrouve la courbe

spectrale décalée vers les faibles longueurs d'onde.

Toutefois, cet effet joue suffisamment peu pour ne pas modifier sensiblement l'écart entre les longueurs d'onde multiplexées, ni augmenter sensiblement les pertes de couplage entre le guide et les fibres optiques auxquels il est rattaché Il est donc possible, avant réalisation du coupleur de proximité, de définir un procédé de réalisation d'un dispositif démultiplexant deux longueurs d'onde plus élevées que celles désirées (par exemple 1330 et 1570 au

lieu de 1310 et 1550 nm).

De la variabilité du procédé il découle que les longueurs d'onde démultiplexées seront distribuées entre 1310/1550 nm et 1350/1590 nm L'utilisation du procédé de rediffusion évoqué plus haut permet de "ramener" les dispositifs démultiplexant des longueurs d'onde trop élevées

au démultiplexage des longueurs d'onde des valeurs désirées.

On peut tirer parti de l'encombrement réduit des multiplexeurs/démultiplexeurs et des filtres suivant l'invention pour intégrer plusieurs composants de ce type sur un même substrat en verre de dimensions finies Les multiplexeurs/démultiplexeurs sont principalement utilisés aujourd'hui pour augmenter la capacité de transmission de signaux d'une même fibre Pour cela il est nécessaire d'avoir un multiplexeur en entrée pour combiner les signaux et un démultiplexeur en sortie pour les séparer Ce dernier doit présenter une forte isolation de manière que les signaux séparés ne se brouillent pas mutuellement C'est ainsi qu'il faut par exemple éviter qu'un signal téléphonique se retrouve en partie dans un signal de télévision On demande aujourd'hui couramment une isolation de 35 à 45 décibels pour des largeurs de bandes de 60 nm autour des longueurs d'onde considérées Or il n'est pas possible d'atteindre de telles valeurs avec un simple

coupleur de proximité, sans moyen de filtrage auxiliaire.

On peut réaliser un coupleur de proximité associé à de tels moyens de filtrage en cascadant des coupleurs de proximité sur un même substrat, et en veillant à ce que tous

les étages de coupleurs de proximité soient bien identiques.

On a représenté à la figure 4 plusieurs motifs de tels coupleurs Pour la lecture de ces motifs, on tiendra compte du fait que l'échelle transversale est fortement dilatée par

rapport à l'échelle horizontale.

Le motif B comprend trois étages successifs 7,8,9 de coupleurs de proximité dans une disposition à deux branches de sortie 10,11 Le motif comprend des parties de filtrage ,16,17,18 Les parties courbes sont partout de même courbure, calculée de manière à entraîner peu de pertes par diffusion Les extrémités de guide telles que 12 qui se terminent dans le substrat sont arrêtées et orientées de manière à éviter tout recouplage A cet égard, si l'on estime qu'il y a un risque de tel recouplage, on peut prolonger la partie en cause jusqu'aux limites du substrat: c'est ce qu'illustre la partie 13 du motif C, par ailleurs très voisin du motif B Le motif D présente une autre

structure symétrique.

Le motif représenté en A à la figure 4 présente une branche droite comprenant un coupleur 20 et deux filtres 21,22 L'autre branche s'écarte de la première et comprend deux autres filtres 23,24 La plus grande X 2 des deux longueurs d'onde traverse le composant en ligne droite ce

qui permet d'éviter toutes pertes dues aux courbures.

L'existence d'une courbure 25 sur la branche de sortie de la longueur d'onde 1, la plus courte permet d'augmenter l'isolation grâce à ces mêmes pertes En effet, plus la longueur d'onde est élevée plus les pertes de diffusion dans les courbes sont importantes A cet effet, le rayon de courbure de la partie 25 de la branche de sortie de la longueur d'onde Il peut être choisi de manière à donner des pertes négligeables pour lerayonnement à longueur d'onde Il et des pertes importantes pour le rayonnement à la longueur

d'onde 12-

On a représenté en E à la figure 4 un motif similaire au motif A, mais comprenant quatre étages de coupleurs de proximité, le premier 25 séparant les rayonnements 1 l et X 2 et les trois autres 26,27,28, et 29, 30,31, respectivement,

filtrant ces rayonnements.

Dans tous les motifs représentés à la figure 4, on observera que la géométrie de chacun des étages est telle que tous les coupleurs de proximité du composant ont des géométries identiques ou du moins que la distance entre

guides au cours du couplage suit la même variation.

On remarquera encore que la présente invention permet de greffer des filtres sur des parties d'approche d'un coupleur, comme c'est le cas par exemple en 15,16,17,18 sur

le motif B ou en 32,33,34,35 sur le motif D de la figure 5.

On accroît encore ainsi la compacité d'un composant

intégrant coupleurs et filtres.

On a représenté à la figure 5 du dessin annexé un autre composant d'optique intégrée constitué à l'aide de coupleurs et de filtres suivant la présente invention Ce composant répond au besoin d'une application domestique permettant une liaison téléphonique et une liaison vidéo par câble à fibres optiques, destinée à des locaux d'habitation, appartements ou maisons individuelles Le composant comprend un coupleur de proximité 36 à deux branches de sortie dont l'une comprend une jonction en Y 37 constituant un coupleur de 1 vers 2, destiné à l'émission/réception d'un signal téléphonique et dont l'autre 38 transmet un signal de télévision Le coupleur 1 vers 2 peut être par exemple du type décrit dans la demande de brevet français No 91 06039 déposée le 17 mai 1991 par la demanderesse, un tel coupleur étant particulièrement compact Des filtres 39,40,41 débarrassent le signal vidéo de toute composante restante du signal téléphonique On remarquera la prolongation 42 de la branche 38 et la prolongation 43 du filtre 40, prolongations qui servent toutes deux à éviter tout recouplage, comme on

l'a vu plus haut en liaison avec les motifs de la figure 4.

Le signal vidéo est reçu à la sortie 44 du composant.

Le coupleur 37 divise en deux le rayonnement porteur du signal téléphonique, les deux moitiés étant dirigées par des guides 45 et 46 respectivement jusqu'à un récepteur photosensible 47 et un émetteur de rayonnement 48 respectivement Le signal acoustique est filtré en 49,50 avant d'atteindre le détecteur 47 de manière que celui- ci

reçoive un signal débarrassé de toute composante vidéo.

L'émetteur 48 est constitué par exemple par une diode laser assurant 11 émission du signal téléphonique à émettre sur le câble Ce composant, comme ceux précédemment décrits, tire parti de l'utilisation de coupleurs et de filtres suivant 1 'invention pour présenter un encombrement réduit permettant notamment d'améliorer les capacités de production de tels

composants, comme on l'a vu plus haut.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1 Dispositif optique à couplage de proximité entre deux guides d'onde intégrés dans un substrat, pour la séparation ou la réunion de deux rayonnements de longueur d'onde différentes, du type dans lequel les guides d'onde comprennent des parties droites d'interaction ( 11,2,; 11, 21 J parallèles et proches l'une de l'autre et des parties d'approche curvilignes à inflexion ( 12,22, 13,23;

12 n,22 n' 13 N 1,23) raccordées à des extrémités des parties droites et, pour certaines, à des entrées/sorties ( 4,5,6) du dispositif, caractérisé en ce que les parties d'approche situées d'au moins un même côté des parties droites sont dépourvues de toute inflexion, le couplage des parties droites étant éventuellement modifié pour compenser la variation du couplage entre les guides au long desdites parties d'approche, variation résultant de la suppression des inflexions. 2 Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'une ( 121,131) desdites parties d'approche sans inflexion est rectiligne et colinéaire à la partie

droite (lu) à laquelle elle est raccordée.

3 Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ladite partie d'approche rectiligne

est raccordée à une entrée/sortie ( 4,5) du dispositif.

4 Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'autre ( 222,123) desdites parties

d'approche est incurvée et se termine dans le substrat.

Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'autre desdites parties d'approche

est supprimée.

6 Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la longueur de

couplage ( 1) et l'écartement (s) des parties droites d'interaction des guides sont ajustées pour compenser ladite

variation du couplage des parties d'approche.

7 Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les extrémités

d'une des parties droites ( 11) d'interaction sont connectées à deux parties d'approche ( 121,131) rectilignes et colinéaires raccordées chacune par ailleurs à une entrée/sortie ( 4,5) du dispositif. 8 Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 7, appliqué au

multiplexage/démultiplexage directionnel des deux rayonnements, comprenant d'un côté une entrée/sortie ( 4) raccordée à une extrémité d'un des deux guides d'onde et, de l'autre côté, deux entrées/sorties ( 5,6) raccordées chacune à une des autres extrémités des deux guides d'onde, caractérisé en ce que les parties d'approche dépourvues d'inflexion sont situées du côté du dispositif qui comprend

une entrée/sortie ( 4) unique.

9 Dispositif conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que, du côté qui comprend deux entrées/sortie ( 5,6), une seule des parties d'approche

présente une inflexion.

Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 7, appliqué au filtrage d'un des

rayonnements et à la transmission de l'autre rayonnement, caractérisé en ce qu'une partie d'approche rectiligne et colinéaire à une partie droite d'interaction d'un des guides

d'onde est raccordée à l'entrée ( 4) du filtre.

11 Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que ladite partie droite d'interaction est connectée à la sortie ( 5) du filtre par une deuxième partie

d'approche colinéaire.

12 Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la partie droite d'interaction de l'autre guide d'onde est raccordée à la sortie du filtre par

une deuxième partie d'approche colinéaire.

13 Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la partie droite d'interaction est connectée à la sortie du filtre par une partie d'approche

curviligne à inflexion.

14 Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la partie droite d'interaction de l'autre guide d'onde est raccordée à la sortie du filtre par

une partie d'approche curviligne à inflexion.

Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 10 à 14, caractérisé en ce que les parties

d'approche non reliées aux entrées/sorties du dispositif se

terminent dans le substrat.

16 Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la partie droite d'interaction qui reçoit le rayonnement extrait du rayonnement d'entrée se termine dans le substrat et est prolongée, du côté de la sortie du dispositif, par une partie d'approche de longueur (la) et de courbure fixées pour éviter tout recouplage du

rayonnement extrait dans le guide de sortie.

17 Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que la partie droite d'interaction qui reçoit le rayonnement extrait du rayonnement d'entrée est prolongée, du côté de la sortie du dispositif par une partie droite de guide ( 42,43) orientée de manière à éviter tout

recouplage.

18 Dispositif conforme à la revendication 17, caractérisé en ce que ladite partie droite du guide se

prolonge jusqu'aux limites du dispositif.

19 Dispositif conforme à l'une quelconque des

revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le rayon de

courbure d'au moins une partie d'approche est choisi de façon à améliorer l'isolation entre les rayonnements des

deux longueurs d'onde choisies.

Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que le guide d'onde qui transmet la longueur d'onde la plus élevée ( 12) ne subit aucune

courbure, de façon à minimiser les pertes.

21 Composant d'optique intégrée, caractérisé en ce qu'il comprend, suivant un montage en parallèle ou en cascade, au moins un multiplexeur/démultiplexeur conforme à la revendication 8 et au moins un filtre conforme à l'une

quelconque des revendications 10 à 18.

22 Composant d'optique intégrée, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un multiplexeur/démultiplexeur conforme à la revendication 8 et au moins un coupleur de 1

vers 2.

23 Composant conforme à la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un filtre

conforme à l'une quelconque des revendications 10 à 18.

24 Composant conforme à la revendication 21 ou 23, caractérisé en ce que le filtre ( 15,32,33) est greffé sur

une partie d'approche d'un multiplexeur/démultiplexeur.