FR2694819A1 - Dispositif d'adaptation de vitesse entre des signaux élkectriques et optiques. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les dispositifs électro-optiques. Le dispositif conforme à l'invention est destiné à l'adaptation de vitesse entre des signaux optiques et électriques dans une structure de guides d'ondes (10) qui comprend des premiers moyens de guidage d'ondes (7, 7) pour des signaux optiques et des seconds moyens de guidage d'ondes (5, 6) pour des signaux électriques. La section transversale (A, B) de la structure de guides d'ondes varie, en ce qui concerne le diélectrique, dans la direction de propagation. Application aux modulateurs électro-optiques pour les transmissions numériques rapides.

Description

La présente invention concerne un dispositif destiné à l'adaptation de

vitesse entre des signaux optiques et électriques dans une structure de guide d'ondes comprenant des premiers moyens de guidage d'ondes pour des signaux optiques et des seconds moyens de guidage

d'ondes pour des signaux électriques.

Il existe un problème dans des dispositifs électro-optiques basés sur des structures de guidage d'ondes (structures à ondes progressives), qui consiste en ce que la largeur de bande est limitée par ce que l'on

appelle la discordance de marche ou "walk-off", c'est-à-

dire qu'un signal électrique et un signal optique se

propagent avec des vitesses ou vitesses de groupe diffé-

rentes Dans le cas d'un modulateur, le signal modulant et le signal modulé se propagent ainsi avec des vitesses différentes. Par exemple, dans des systèmes à fibres optiques numériques rapides, en particulier avec des débits binaires supérieurs à 2,5 Gbit/s, il est important de limiter la discordance de marche Pour atteindre ces débits binaires élevés avec des signaux optiques, il est nécessaire d'employer des modulateurs optiques rapides, ce

qui fait que l'on peut utiliser soit des lasers à modula-

tion directe rapides, soit des modulateurs électro-

optiques rapides Les lasers sont moins coûteux mais ils constituent une solution qualitativement inférieure, par comparaison avec les modulateurs électro-optiques, et avec des débits binaires très élevés, supérieurs à environ Gbit/s, il est aujourd'hui nécessaire d'utiliser des

modulateurs électro-optiques.

Egalement dans le cas de systèmes à fibres optiques analogiques qui peuvent avoir par exemple une largeur de bande de quelques gigahertz, il est intéressant d'être en mesure de réduire la discordance de marche, qui dans le cas de tels systèmes occasionne principalement une distorsion. Indépendamment des pertes dans des guides d'ondes, la discordance de marche est un facteur limitatif

pour un groupe important de modulateurs à guide d'ondes.

Alors que les pertes dans des guides d'ondes sont un

phénomène physique qui est dû essentiellement aux dimen-

sions et à la résistivité du guide d'ondes, ce qui fait qu'il est possible de réduire les pertes en imposant des exigences de fabrication strictes et des exigences strictes concernant les propriétés en surface et en volume de l'électrode (l'élimination des pertes dans les guides

d'ondes signifie en principe que l'on utilise des élec-

trodes supraconductrices), on peut considérer la discor-

dance de marche comme un problème de conception Par

exemple, pour des modulateurs à base de Li Nb O 3, la discor-

dance de marche signifie que la vitesse de groupe du signal électrique modulant est inférieure à la vitesse de

groupe du signal optique modulé.

Un certain nombre de solutions ont été suggérées pour réduire ou minimiser la discordance de marche ou pour

adapter la vitesse entre les signaux optiques et électri-

ques On peut ainsi diminuer ce que l'on appelle te quotient V/G Hz On a également suggéré des solutions

visant à minimiser le quotient V/G Hz; entre autres solu-

tions, on a utilisé la discordance de marche pour augmen-

ter la largeur de bande, et on a en outre adapté mutuelle-

ment les configurations de champs électrique et optique

pour réduire la tension de commutation.

Le document EP-A-0 152 996 décrit un dispositif qui est destiné à adapter la vitesse entre un signal optique et un signal électrique avec une couche tampon épaisse et gravée qui est invariante dans la direction de propagation On a ainsi obtenu une certaine adaptation de vitesse et une largeur de bande accrue, mais ceci est obtenu en particulier au prix d'une tension d'attaque trop élevée. Dans le document US-A-4 468 086, on simule une adaptation de vitesse entre un signal électrique et un signal optique en formant le chemin du signal optique de façon que l'interaction entre les deux ondes ait lieu le long de régions sélectionnées du chemin de propagation du signal électrique; l'adaptation est simulée par un retard de phase Plus précisément, le chemin électrique est courbé de façon à s'éloigner du chemin optique à des intervalles uniformément espacés, dans le but de créer des zones dans lesquelles aucune interaction n'a lieu Des

ondes optiques sont ainsi modulées par l'effet électro-

optique. Dans le document US-A-4 448 479, on minimise l'effet d'une discordance de marche en appliquant un déphasage de 1800, à des intervalles uniformément espacés,

au coefficient de couplage TE-TM induit par effet électro-

optique, et dans ce cas également on simule ainsi une adaptation de vitesse, cette dernière étant obtenue ici par inversion de phase Dans le document US-A-4 468 086 comme dans le document US-A-4 448 479, on peut utiliser

l'adaptation de vitesse pour rendre la structure "réson-

nante", et on peut ainsi augmenter la largeur de bande, mais simultanément, il y a une probabilité élevée que la réponse de phase du modulateur soit fortement dégradée, ce qui fait que l'on peut pas utiliser cette solution en

transmission numérique.

En particulier avec des modulateurs basés sur Li Nb O de façon pratiquement générale, dans le cas d'une diminution de la discordance de marche, une partie du signal modulant (signal électrique) est conduite dans Li Nb O 3 et peut se propager dans un matériau différent qui a une constante diélectrique inférieure, et de cette manière la vitesse de groupe du signal électrique est

augmentée Li Nb O 3 a des constantes diélectriques respecti-

vement de 28 et 43 dans des directions différentes (le matériau est anisotrope); cependant, dans certains modèles on considère le matériau comme étant isotrope et on

utilise alors la moyenne géométrique qui est égale à 34,7.

La racine carrée de la constante diélectrique est à compa-

rer avec l'indice de réfraction de Li Nb O 3 qui est d'envi-

ron 2,2; ainsi, la différence de vitesse de groupe entre le signal électrique et le signal optique est élevée Pour des guides d'ondes coplanaires, la vitesse de groupe du signal électrique n'est pas inférieure à c/4,2, et on connaît un certain nombre de dispositifs dans lesquels la

vitesse de groupe est augmentée par l'utilisation d'élec-

trodes épaisses, de couches tampons épaisses et d'une

couche tampon gravée consistant par exemple en Si O 2.

D'autres dispositifs comprennent un guide d'ondes "paral-

lèle" dont le diélectrique consiste en Si O 2 ou un air, et dans ces dispositifs le guide d'ondes "parallèle" peut

également comprendre un plan de masse qui lui est propre.

De façon générale, une tension d'excitation considérable-

ment accrue est nécessaire avec des solutions connues,

dans le but d'obtenir une largeur de bande accrue.

Un but de la présente invention est de procurer un dispositif pour adapter la vitesse de signaux optiques et électriques, comme indiqué initialement, pour diminuer ou minimiser ainsi la discordance de marche et pour augmenter la largeur de bande Un but supplémentaire consiste à faire en sorte que le dispositif n'exige pas des tensions élevées et puisse en outre être fabriqué aisément et de façon économique On désire également

pouvoir réduire ce que l'on appelle le quotient V/G Hz.

L'invention a en outre pour but de procurer un modulateur basé sur une structure de guide d'ondes ayant une largeur de bande accrue, et qui puisse être utilisé en particulier

dans des systèmes à fibres optiques numériques rapides.

L'invention a en outre pour but de procurer un modulateur Lw que l'on puisse utiliser dans des systèmes à fibres optiques analogiques. Un dispositif au moyen duquel on atteint ces buts, ainsi que d'autres, est caractérisé par le fait que la section transversale de la structure de guides d'ondes varie, en ce qui concerne le diélectrique, dans la direction de propagation. Ce dispositif peut former un modulateur dans lequel le signal électrique est un signal modulant et le

signal optique est un signal modulé.

Par ailleurs, ce dispositif peut également être utilisé dans des systèmes à fibres optiques numériques rapides ou dans des systèmes à fibres optiques analogiques. Suivant des modes de réalisation préférés: les premiers moyens de guidage d'ondes compren- nent au moins un guide d'ondes optique; les seconds moyens de guidage d'ondes compren- nent au moins deux électrodes dont l'une au moins est une

électrode de signal; -

la structure de guides d'ondes comprend au moins une couche tampon qui est disposée de façon que le champ électrique provenant des électrodes s'étende à l'inté- rieur de l'une au moins des couches tampons ainsi qu'à l'intérieur du ou des guides d'ondes optiques;25 la structure de guides d'ondes comprend un substrat, de préférence en Li Nb O 3; de préférence l'une au moins des couches tampons consiste en Si O 2;

les premiers moyens de guidage d'ondes compren-

nent deux guides d'ondes optiques; la variation de section transversale est périodique; la variation de la section transversale forme

un réseau périodique et la constante de réseau est notable-

ment inférieure à la longueur d'onde du signal électrique; la variation de section-,-transversale est périodique ou aléatoire; la variation de section transversale en ce qui concerne le diélectrique est obtenue en utilisant au moins des premier et second matériaux ou milieux ayant des constan- tes diélectriques différentes;5 la variation de section transversale est obtenue en remplaçant le matériau de la couche tampon par un matériau différent ayant une constante diélectrique inférieu- re, ou par enlèvement de matériau à partir de la couche tampon;10 la variation de section transversale est obtenue par enlèvement de matériau, par gravure de la couche tampon dans l'intervalle entre les guides d'ondes et sous l'électrode de signal; la structure d'électrodes est coplanaire;

la structure d'électrodes comprend des plans de masses doubles.

Conformément à l'invention, la structure de guides d'ondes présente en outre une section transversale qui varie dans la direction de propagation Les premiers moyens20 de guidage d'ondes, en particulier, comprennent au moins un guide d'ondes optique et les seconds moyens de guidage d'ondes, en particulier, comprennent au moins deux électrodes dont l'une forme une électrode de signal La structure de guides d'ondes comprend en outre au moins une couche tampon25 qui est conçue de façon que le champ électrique provenant de l'électrode s'étende aussi bien dans l'une au moins des couches tampons que dans le guide ou les guides optiques. Conformément à un mode de réalisation préféré, la structure de guides d'ondes comprend un substrat, de préférence en30 Li Nb O 3 Dans le cas du Li Nb O 3, l'adaptation de vitesse signifie de préférence que la vitesse du signal micro-onde doit être augmentée, c'est-à-dire que la vitesse de groupe du signal électrique doit être augmentée pour augmenter la largeur de bande A la place de Li Nb O 3, il est possible d'utiliser par exemple Li Ta O 3 ou K Nb O 3 Il est également possible d'utiliser KTP, ainsi que d'autres matériaux électro-optiques Avec des dispositis connus antérieurs visant à augmenter la vitesse de groupe, les structures avaient une section transversale qui était invariante dans la direction de propagation Conformément à l'invention, il est possible d'utiliser deux sections transversales différentes, ou plus, qui alternent d'une façon périodique ou apériodique, ou d'une façon aléatoire dans la direction de propagation. Une variation périodique de la section transversale peut former un réseau périodique dans lequel en particulier la constante de réseau est notablement inférieure à la longueur d'onde du signal électrique On peut obtenir la variation de section transversale par l'utilisation d'au moins un premier et un second matériaux ou milieux ayant

des constantes diélectriques différentes Plus précisé-

ment, on peut obtenir les variations de section transver-

sale par le remplacement du matériau dans la couche tampon par un matériau différent ayant une constante diélectrique inférieure, ou par enlèvement du matériau de la couche tampon Ainsi, les différentes régions ayant des sections transversales différentes peuvent avoir une différence qui résulte de l'enlèvement de la couche tampon, par gravure,

dans l'intervalle entre les guides d'ondes et sous l'élec-

trode de signal La capacité par unité de longueur du guide d'ondes électrique est ainsi réduite, ce qu-i fait

que la vitesse de groupe du signal électrique est augmen-

tée Dans un mode de réalisation particulier, la structure d'électrode peut être coplanaire et/ou comprendre des

plans de masse doubles.

Pour que l'onde électrique qui se propage voit le guide d'ondes comme étant "invariant" dans la direction de propagation, il est préférable que les régions ayant

respectivement des première et seconde sections transver-

sales soient beaucoup plus petites que la longueur-d'onde correspondant à la fréquence la plus élevée que l'on envisage d'utiliser dans le dispositif, en particulier dans le modulateur (c'est-à-dire la fréquence du signal modulant) Ce mode de réalisation implique une structure semblable à un réseau dans laquelle la constante de réseau

est inférieure à la fraction 1/20 de la longueur d'onde.

Bien entendu, on peut utiliser un certain nombre

de sections transversales différentes, et au lieu d'utili-

ser une structure périodique ou un réseau périodique, on peut obtenir le même effet au moyen de cavités gravées de façon aléatoire ou d'une structure similaire En outre, l'un des matériaux doit avoir une constante diélectrique inférieure à celle des autres, et en particulier lorsqu'un matériau tampon est enlevé, il doit être remplacé par un

matériau différent ayant une constante diélectrique infé-

rieure, et selon un mode de réalisation particulier le

second matériau peut être de l'air.

Conformément à un mode de réalisation préféré,

le dispositif forme un modulateur.

On peut avantageusement utiliser le dispositif dans des systèmes à fibres optiques numériques rapides ou dans des systèmes à fibres optiques analogiques ayant une

largeur de bande de plusieurs gigahertz.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la

description qui va suivre de modes de réalisation 7, donnés

à titre d'exemples non limitatifs La suite de la descrip-

tion se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 illustre schématiquement, en vue de

dessus, une structure de guides d'ondes ayant une varia-

tion périodique, avec deux régions différentes, la figure la est une coupe selon les lignes Ia-Ia de la figure 1, illustrant une première région, la figure lb est une coupe selon les lignes Ib-Ib de la figure 1, illustrant une seconde région,

la figure 2 illustre schématiquement une struc-

ture de guidage d'ondes ayant une variation périodique et ayant trois régions différentes, la figure 2 a est une coupe selon les lignes I Ia-I Ia de la figure 2, illustrant une première région, la figure 2 b est une coupe selon les lignes I Ib-I Ib de la figure 2, illustrant une seconde région, la figure 2 c est une coupe selon les lignes I Ic-I Ic de la figure 2, illustrant une troisième région, et

la figure 3 illustre schématiquement une struc-

ture de guidage d'ondes avec une variation aléatoire de

différentes régions.

La figure 1 montre un dispositif 10 se présen-

tant sous la forme d'un modulateur qui comprend une couche tampon 2 disposée sur un substrat 1, deux guides d'ondes optiques 7, deux électrodes de masse 5 et une électrode de

signal 6 disposée entre les deux électrodes de masse 5.

Dans le mode de réalisation qui est représenté, le

substrat est ce que l'on appelle un substrat en Li Nb O 3.

Dans le but d'augmenter la vitesse de groupe du signal électrique afind'adapter les vitesses des signaux optique et électrique, la structure de guidage d'ondes présente une section transversale qui varie dans la direction de

propagation; dans le mode de réalisation qui est repré-

senté sur cette figure, deux sections transversales diffé-

rentes alternent dans la direction de propagation et

correspondent à une région A et à une région B Ces sec-

tions transversales sont plus clairement représentées sur la figure la, qui est une coupe selon les lignes Ia-Ia de la figure 1, et sur la figure lb qui est une coupe selon

les lignes Ib-Ib de la figure 1 Dans le mode de réalisa-

tion qui est représenté, deux régions diffèrent l'une de l'autre par le fait que dans l'une d'elles la couche tampon 2 est enlevée dans l'intervalle entre les guides d'ondes et sous l'électrode de signal 6; plus précisément, le matériau qui a été enlevé de la couche tampon 2 peut avoir été enlevé par gravure La capacité par unité de longueur du guide d'ondes électrique est ainsi réduite, ce

qui augmente la vitesse de groupe du signal électrique.

Sur la figure 1, les différentes régions sont désignées par A et B pour faire apparaître plus clairement la manière selon laquelle elles alternent Dans le mode de réalisation qui est représenté, le champ électrique provenant des électrodes s'étend jusqu'à la couche tampon 2 ainsi que dans les guides d'ondes optiques 7, 7, et il est essentiel que la couche tampon 2 soit enlevée ou changée d'une manière qui varie dans la direction de propagation, ceci pouvant cependant être réalisé d'un certain nombre de manières différentes Il n'est pas nécessaire que la couche tampon 2 soit enlevée ou gravée d'une manière telle qu'elle ne fasse pas saillie par exemple à l'extérieur des électrodes de masse 5, 5, mais cette configuration est représentée du fait qu'elle correspond à un mode de réalisation simple et pratique En outre, si le matériau dans la couche tampon 2 est laissé sous l'électrode de signal, ce qui fait que la structure sous cette électrode ne varie pas dans la direction de la

propagation, l'effet est réduit Pour que l'onde électri-

que qui se propage voit le guide d'ondes comme étant

"invariant" dans la direction de propagation, les-

longueurs des régions A et B doivent en particulier être

considérablement inférieures à la longueur d'onde corres-

pondant à la fréquence la plus élevée que l'on envisage

d'utiliser dans le modulateur, c'est-à-dire celle corres-

pondant au signal modulant On obtient ainsi une structure semblable à un réseau dans laquelle la constante de réseau doit être inférieure à la fraction 1/20 de la longueur d'onde Les figures la et lb montrant plus clairement les sections transversales de la région A et de la région B. Dans un mode de réalisation préféré, les couches tampons consistent en Si O 2, mais d'autres matériaux sont également

possibles, comme par exemple Si O, une combinaison de Si O-

Si O 2, Si, ou de l'oxyde d'indium-étain (ou ITO) Des il valeurs appropriées des épaisseurs des électrodes 5, 6 et de la couche tampon 2 peuvent être de l'ordre de 4-10 pm pour la ou les électrodes, et par exemple de 0,25-pm à 1,0 pm pour la couche tampon 2, mais ces valeurs ne sont que des exemples d'épaisseurs. Dans un autre mode de réalisation, qui est

illustré sur la figure 2, le dispositif 20 qui est égale-

ment représenté ici plus particulièrement sous la forme

d'un modulateur, comprend, comme dans le mode de réalisa-

tion précédent, deux électrodes de masse 5, une électrode

de signal 6 et un substrat 1, consistant plus particuliè-

rement en Li Nb O 3 ou en n'importe quel matériau électro-

optique Cependant, dans ce dispositif 20, on utilise deux couches tampons 3, 4 différentes Il y a donc dans ce dispositif 20 trois sections transversales différentes, A', B', C', qui sont représentées plus clairement sur les figures 2 a-2 c qui sont des coupes selon les lignes I Ia-I Ia, I Ib-I Ib et I Ic-I Ic de la figure 2 Sur la figure 2, il n'y a pas de matériau de couche tampon dans la

région qui est désignée par C' sur la figure Les diffé-

rentes régions A', B', C' alternent de la manière qui est représentée sur la figure 2 Il est évidemment possible que des couches tampons différentes alternent d'autres manières, et il est également possible d'utiliser un plus grand nombre de couches, etc De plus, dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 2, l'une des régions (C') de la couche tampon est enlevée par gravure dans l'intervalle entre les guides d'ondes, et sous l'électrode de signal 6 sous laquelle l'intensité de champ est la plus élevée On peut ainsi enlever du matériau de la couche tampon 3 ou de la couche tampon 4, la figure 2 c n'illustrant qu'un seul exemple dans lequel le matériau restant est formé par la couche tampon 3; il est également possible d'avoir une couche supplémentaire à partir de

laquelle on pourrait enlever du matériau par gravure.

Dans le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 3, la structure de guides d'ondes 30 ne forme pas un réseau périodique, mais à la place des creux ou des cavités 9 sont ici formés de manière aléatoire par gravure dans la couche tampon 8 Les creux ou les cavités

9 peuvent avoir une forme variable Dans ce mode de réali-

sation, comme dans les autres, le matériau qui est enlevé de la couche tampon 2, 3, 4, 8 ne doit pas nécessairement être remplacé par de l'air, mais peut être remplacé par n'importe quel autre matériau, à condition que ce dernier matériau ait-une constante diélectrique inférieure à celle

du matériau dans la couche tampon.

Danstous les modes de réalisation, la structure d'électrodes peut être différente, et il n'est par exemple pas nécessaire qu'elle comporte des plans de masse

doubles En outre, il est possible d'utiliser une struc-

ture d'électrode qui ne soit pas coplanaire mais qui donne néanmoins un excellent résultat, en particulier avec un substrat en Li Nb O 3 Il est également possible d'employer des variantes dans lesquelles on utilise par exemple deux électrodes de signal et deux plans de masse, correspondant à ce que l'on appelle un double guide d'ondes cop-lanaire (ou DCPW), etc En outre, il n'est pas nécessaire de former un réseau périodique dans la zone dans laquelle le champ électrique de l'électrode est uniforme, bien que ceci soit avantageux, et bien qu'il soit commode pour un

certain nombre de raisons pratiques d'utiliser une struc-

ture de réseau.

Conformément à un modèle mathématique basé sur des modes TEM quasistationnaires (pour le mode électrique seulement dans le cas de matériau isotropes), on peut calculer un certain nombre de paramètres, tels que les suivants: Impédance caractéristique Indice micro-onde Pertes micro- ondes Paramètre de chevauchement lAl l 1 lm-1 f-0 '5 J ldm V 1 l Les indices 1 et 2 se rapportent respectivement à la région A et à la région B, c est la vitesse de la lumière, N représente l'indice de réfraction Du fait que les pertes du guide d'ondes sont prédominantes vis-à-vis des pertes micro-ondes, elles ne sont pas influencées par un changement du diélectrique autour du guide d'ondes et on obtient un seul et même paramètre de pertes dans toute la structure Conformément au modèle, ce paramètre atteint

environ 200 d B/m à 10 G Hz.

On peut calculer par analyse de modes TEM la capacité par unité de longueur des régions A et B, et la

capacité C d'une électrode de réseau adaptée à 50 ohms.

C = c Z c 1 Co =_ 1 2 c Z 2 r 2 z = 50 O A partir de ces valeurs, on obtient les distances partielles L 1 et L 2, ainsi que les autres

paramètres de l'électrode de réseau.

CO = L 1 C 1 + L 2 C 2

L 2 = 1 L 1

7 o = L 1 + Lr 2 ' Y 2 yo = L 1 Y 1 + L 2 2 ( o O = L 1 1 + L 2 ( 2 z Oc_È

Z = 50 O

o 0 = O ( 1 = 1 2 = 200 d B/m à 10 G Hz On obtient ensuite la largeur de bande à partir de la courbe de réponse R(f), on obtient la tension de commutation à partir de la formule donnant VX, et on obtient le quotient V/G Hz sous la forme: Vs /largeur de bande. -2 o L -C<L Ve -L 2 e L cos( 13 L) + 1 R(f) = n ç 2 2

L + 3

V = r

Y O L

O = O f C 2 qfr -_%) o = Tf\ 7 n c

L = 0,01

n = 2,2 o On trouvera en annexe, sous la forme de tableaux, des valeurs de ce que l'on appelle le quotient

V/G Hz pour des électrodes du type à guide d'ondes copla-

naire, obtenues par l'utilisation de trois épaisseurs différentes de la couche tampon, à savoir 0,25 pm, 0,5 pm

et 1,0 pim, et d'une épaisseur des électrodes de 4,0-Fm.

Ces valeurs ne sont cependant que des exemples de modes de réalisation Le Tableau I correspond à une épaisseur de couche tampon de 0,25 pm, le Tableau II correspond à une épaisseur de couche tampon de 0,5 pm, tandis que le Tableau III correspond à une épaisseur de couche tampon de 1,0 pm Dans tous les cas, l'épaisseur

des électrodes est d'environ 4,0 pm.

Comme on peut le voir d'après les tableaux, le quotient V/G Hz est diminué dans tous les cas. On peut ainsi augmenter la largeur de bande dans des modulateurs optiques intégrés, ainsi que dans d'autres dispositifs électro-optiques, au moyen d'un dispositif qui

est décrit par l'invention Même si la tension d'excita-

tion par unité de longueur augmente quelque peu, le gain de largeur de bande sera notablement supérieur à la perte qui résulte de la tension d'excitation accrue Dans un mode de réalisation, on peut réduire le quotient V/G Hz d'environ 25 % pour une épaisseur de la couche tampon d'environ 1 pm Le matériau se trouvant au-dessus de la couche tampon peut être enlevé par exemple par gravure de celle-ci, et dans le cas d'un réseau, conformément à un mode de réalisation préféré, la constante de réseau peut être d'environ 300 pm, ce que l'on peut obtenir aisément du fait qu'il s'agit de graver un creux ou une cavité

d'environ 1 pm.

L'invention n'est évidemment pas limitée aux modes de réalisation qui sont représentés, mais peut être

modifiée librement dans le cadre des revendications On

peut évidemment enlever ou remplacer de différentes manières le matériau de la couche tampon, et de plus la variation de la section transversale peut être périodique ou aléatoire, on peut utiliser différents nombres de couches tampons consistant en un certain nombre de matériaux, et on peut choisir différentes épaisseurs pour des couches tampons ainsi que pour des électrodes, etc.

Bien entendu, le dispositif ne doit pas former obligatoi-

rement un modulateur, et il est également possible de

réaliser un certain nombre d'autres dispositifs de diffé-

rentes sortes.

Tableau I

7 ', Z L 2 Zo O o 'oLI G Dz cm V/G Hz -8-25 49,1 3 ',32 4, 36 6,87 2 t 773,03 50 r O 3,25 4,19 0,87 0, 13 7 49 10 r 5 O ? 71

9-25 48,0 '3,34 4, 39 57, 1 2,81 3, 2 50,0 3,30 4; 050,73 O,27 7,75 1110 0,70

-10-25 46,8 3 36 4, 39 55,4 2 84 3,18 50,O 3,14 3,87, 0,57 0, 43 8 a 12 ll,5 0,71

-11-25 45,8 3,38 4, 37 54, O 87 3,23 50,0 3) 09 3 72 0 43 0, 57 8 45 12, 1 O 70

-12-2 5 44,3 3,35 4,34 52,0 2 86 3,26 50,0 2,96 3,49 0,21 0,79 9,00 13 9 0,65 >

Z ZH txl * 25-7-25 50,3 3,28 4,27 7 t 3610 t 2 0,72 tei * Structureclassique (O

Tableau II

\W-^G-Wv 7 <Z v 7 i'2 20 /o O Lt L V Ga ZM V/GH

-12-25 48; 53,08 3,70 60,7 2,46 2,37 50,0 2,98 3,48 0,84 0,16 9,O 2 13,6 0,66

-14-25 46,7 3,11 3,66 57,9 2,50 2,43 50 O,02,88 3,21 0,63 0,37 9,80 15,4 0,64

-16-25 45,0 3,t 3 3,60 55,5 2,54 2,46 50,p' 2,80 2,97 0,45 0,55 10,5 S17,1 0,62

-18-25 43,7 3,16 3,52 53,5 2; 582,48 50; 02 ? 752,78 0,29 0,71 11,29 18,4 0,61

-20-25 42,3 3,17 3 f 4451,5 2,60 2,48 50,0 2,67 2,60 0,13 0,87 12, 07 21,0 0/57 * 49 r 63,06 3,69 8,51 12,5 0068

-115-25

* Structure classique

Tableau III

W-G-W ZL S/- z y, 2 z J 741 IY 2 Ybv ë o Li f Q 2 tmG-crm V/GH l z

-16-25 48,9 2,87 2,86 63,9 2,20 1; 65 50, 0 2,80 2,74 0,90 0,10 11,48 17,1 0,67

-18-25 47,3 2,89 2,83 61,3 2,23 1,68 50,0 2,72 * 2,53 0, 74 0,26 12,421 19,3 0,64

-20-25 45,9 2,92 2,79 59,0 2,27 1,70 50,0, 2 f 66 23,26 0, 60 0,40 13,34 21,4 0,62

-22-25 44,7 2,95 2,74 57 3 2,30 1172 50 O 2,62 2,22 0, 49 0,51 14,17 23,1 0,61

-24-25 43,4 2,96 2,70 55,3 2,32 1,72 È O G O2,55 2,07 0, 36 0,64 15,17 26,7 0,57

-26-25 42,4 2,98 2,65 ' 53 f 72,35 1,73 50)'0 2 t 511,96 0,t 5 0,75 15,99 29,4 0,54 -28-25 41,4 3,00 2,60 52,3 2138 1,t 75 50,0 2,48 1,88 O i 16 0 r,84 16,69 31,8 O t 52 * l - 15-25 49,8 2,86 2,87 10,96 15,7 f 0,70 * Structure classique

Claims (17)

REVENDICATIONS

1 Dispositif pour l'adaptation de vitesse entre des signaux optiques et électriques dans une structure de guides d'ondes ( 10; 20; 30) comprenant des premiers moyens de guidage d'ondes pour des signaux optiques et des

seconds moyens de guidage d'ondes pour des signaux élec-

triques, caractérisé en ce que la section transversale de la structure de guides d'ondes (A, B; A', B', C'; 8, 9)

varie, en ce qui concerne le diélectrique, dans la direc-

tion de propagation.

2 Dispositif selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que les premiers moyens de guidage d'ondes

comprennent au moins un guide d'ondes optique ( 7).

3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les seconds moyens de guidage d'ondes comprennent au moins deux électrodes ( 5, 6) dont

l'une au moins est une électrode de signal ( 6).

4 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la structure

de guides d'ondes comprend au moins une couche tampon ( 2.

3; 4; 8) qui est disposée de façon que le champ électrique provenant des électrodes s'étende à l'intérieur de l'une au moins des couches tampons ( 2; 3; 4; 8) ainsi qu'à

l'intérieur du ou des guides d'ondes optiques ( 7, 7).

5 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la structure de guides d'ondes comprend un substrat ( 1), de préférence

en Li Nb O 3.

6 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 4 ou 5, caractérisé en ce que de préférence l'une au moins des couches tampons ( 2; 3; 4; 8) consiste

en Si O 2.

7 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens de guidage d'ondes comprennent deux guides d'ondes

optiques ( 7, 7).

8 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la variation

de section transversale est périodique (A, B; A', B', C').

9 Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que la variation de la section transversale forme un réseau périodique et la constante de réseau est notablement inférieure à la longueur d'onde du signal électrique.

10 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 7, caractérisé en ce que la variation de

section transversale est périodique ou aléatoire ( 8, 9).

11 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la variation de section transversale en ce qui concerne le diélectrique est obtenue en utilisant au moins des premier et second matériaux ou milieux ayant des constantes diélectriques différentes.

12 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la variation de section transversale est obtenue en remplaçant le matériau de la couche tampon par un matériau différent ayant une constante diélectrique inférieure, ou par

enlèvement de matériau à partir de la couche tampon.

13 Dispositif selon la revendication 12, carac-

térisé en ce que la variation de section transversale est obtenue par enlèvement de matériau, par gravure de la couche tampon ( 2; 3; 4; 8) dans l'intervalle entre les

guides d'ondes et sous l'électrode de signal ( 6).

14 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la structure

d'électrodes est coplanaire.

Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce que la structure

d'électrodes comprend des plans de masses doubles ( 5, 5).

16 Dispositif selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes, caractérisé en ce qu'il forme un modulateur dans lequel le signal électrique est un signal

modulant et le signal optique est un signal modulé.

17 Utilisation d'un dispositif selon l'une

quelconque des revendications 1-16 dans des systèmes à

fibres optiques numériques rapides.

18 Utilisation d'un dispositif selon l'une

quelconque des revendications 1-16 dans des systèmes à

fibres optiques analogiques.