FR2734650A1 - DEVICE FOR CONNECTING INTEGRATED OPTICAL COMPONENTS AND APPLICATION OF THE DEVICE - Google Patents

DEVICE FOR CONNECTING INTEGRATED OPTICAL COMPONENTS AND APPLICATION OF THE DEVICE Download PDF

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Abstract

Dispositif caractérisé en ce que les substrats (10, 20) et les composants optiques intégrés (11, 21) à relier sont superposés, les composants optiques intégrés (11, 21) présentent, au niveau des extrémités à relier, dans le chemin optique, des surfaces latérales (12, 22) inclinées l'une par rapport à l'autre et les surfaces latérales (12, 22) sont inclinées pour que la lumière du premier composant optique intégré (11) rayonne jusqu'à la première surface latérale inclinée (12) pour y être réfléchie et arrive sur la seconde surface latérale inclinée (22) pour y être réfléchie vers le second composant optique intégré (12).Device characterized in that the substrates (10, 20) and the integrated optical components (11, 21) to be connected are superimposed, the integrated optical components (11, 21) have, at the level of the ends to be connected, in the optical path, side surfaces (12, 22) inclined relative to each other and the side surfaces (12, 22) are inclined so that light from the first integrated optical component (11) radiates to the first inclined side surface (12) to be reflected there and arrives on the inclined second side surface (22) to be reflected there towards the second integrated optical component (12).

Description

Etat de la technique.State of the art.

L'invention concerne un dispositif pour relier des  The invention relates to a device for connecting

composants optiques intégrés prévus sur des substrats diffé-  integrated optical components provided on different substrates

rents. L'invention concerne également l'application de ce dispositif.  rents. The invention also relates to the application of this device.

Selon l'état de la technique, on connaît des cir-  According to the state of the art, circuits are known.

cuits optiques intégrés ayant des guides d'ondes optiques et  integrated optical circuits having optical waveguides and

des composants optiques passifs tels que des diviseurs de fais-  passive optical components such as beam splitters

ceaux, des dérivations ou des composants sélectifs vis-à-vis  ceaux, derivations or selective components vis-à-vis

des longueurs d'ondes. D'autres circuits optiques intégrés com-  wavelengths. Other integrated optical circuits

portent des composants optiques actifs tels que des guides d'ondes amplificateurs à dopage avec de l'erbium. Dans certains  carry active optical components such as amplification waveguides doped with erbium. In some

cas, pour des raisons techniques, il n'est pas possible de fa-  case, for technical reasons, it is not possible to

briquer des composants optiques de natures très différentes sur un même substrat. C'est ainsi que par exemple pour fabriquer des guides d'ondes amplificateurs à dopage par de l'erbium, il  briquetting optical components of very different natures on the same substrate. Thus, for example, to manufacture amplifier waveguides doped with erbium, it

faut d'autres substrats de verre que ceux servant à la fabrica-  other glass substrates are needed than those used in the manufacture

tion de coupleurs optiques, de dérivations ou de diviseurs de  tion of optical couplers, taps or dividers

faisceaux.bundles.

C'est pourquoi un dispositif optique comportant des  This is why an optical device comprising

composants optiques intégrés réalisés selon des procédés incom-  integrated optical components produced using incom-

patibles ou des matières de substrat, différentes, nécessite au moins deux substrats à composants optiques intégrés dont il faut relier les chemins optiques. Selon l'état de la technique il faut ainsi une liaison optique par des fibres couplées ou  different or different substrate materials requires at least two substrates with integrated optical components, the optical paths of which must be connected. According to the state of the art, an optical link is thus required by coupled fibers or

par un couplage des surfaces frontales.  by coupling the front surfaces.

La liaison par des fibres optiques est très compli-  The connection by optical fibers is very complicated.

quée car, pour chaque chemin optique, il faut coupler deux fois chaque fibre. Dans le cas d'un couplage par surface frontale de  quée because, for each optical path, it is necessary to couple twice each fiber. In the case of a frontal surface coupling of

deux substrats optiques intégrés on peut certes coupler en com-  two integrated optical substrates we can certainly couple in

mun plusieurs chemins optiques, mais pour cela il faut un sup-  with several optical paths, but for this you need a supp-

port commun très précis pour relier les deux substrats, pour respecter les tolérances de couplage nécessaires et arriver à  very precise common port to connect the two substrates, to meet the necessary coupling tolerances and to

une solidité mécanique suffisante.  sufficient mechanical strength.

Partant de cet état de la technique, la présente  Based on this state of the art, the present

invention a pour but de créer un dispositif permettant de re-  object of the invention is to create a device allowing

lier les composants optiques intégrés, qui soit de construction simple et assure un degré de couplage élevé; l'invention a  to link the integrated optical components, which is of simple construction and ensures a high degree of coupling; the invention has

également pour but une application pour ce dispositif.  also aim an application for this device.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que les substrats et les composants optiques intégrés à relier sont superposés, les  To this end, the invention relates to a device of the type defined above, characterized in that the substrates and the integrated optical components to be connected are superimposed, the

composants optiques intégrés présentent, au niveau des extrémi-  integrated optical components present, at the extremities

tés à relier, dans le chemin optique, des surfaces latérales inclinées l'une par rapport à l'autre et les surfaces latérales sont inclinées pour que la lumière du premier composant optique intégré rayonne jusqu'à la première surface latérale inclinée pour y être réfléchie et arrive sur la seconde surface latérale inclinée pour y être réfléchie vers le second composant optique intégré. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - au moins l'une des surfaces latérales inclinées est munie d'une surface réfléchissante, - les surfaces latérales sont inclinées pour que la lumière des composants optiques intégrés subisse une réflexion totale,  tees to connect, in the optical path, lateral surfaces inclined with respect to each other and the lateral surfaces are inclined so that the light from the first integrated optical component radiates to the first inclined lateral surface to be reflected therein and arrives on the second inclined side surface to be reflected therein towards the second integrated optical component. According to other advantageous characteristics of the invention: - at least one of the inclined lateral surfaces is provided with a reflecting surface, - the lateral surfaces are inclined so that the light from the integrated optical components undergoes total reflection,

- les chemins optiques des composants optiques in-  - the optical paths of the optical components

tégrés sont dans des plans parallèles au niveau des extrémités à relier et que la somme des angles d'inclinaison des surfaces latérales inclinées est de 90 par rapport à l'une des surfaces parallèles, - les substrats transparents comportent des repères d'ajustage pour l'ajustage actif, des cavités et des bossages complémentaires sur les substrats permettent l'ajustage passif,  tégrés are in parallel planes at the ends to be connected and that the sum of the angles of inclination of the inclined side surfaces is 90 relative to one of the parallel surfaces, - the transparent substrates include adjustment marks for the active adjustment, cavities and complementary bosses on the substrates allow passive adjustment,

- les substrats comportent des cavités pour rece-  - the substrates have cavities for receiving

voir des éléments d'ajustage permettant l'ajustage passif, - les substrats sont disposés l'un sur l'autre, - les substrats sont fixés l'un sur l'autre par collage ou liaison, - les substrats sont fixés l'un à l'autre par une  see adjustment elements allowing passive adjustment, - the substrates are arranged one on the other, - the substrates are fixed one on the other by gluing or bonding, - the substrates are fixed one to the other by a

couche intermédiaire.middle layer.

L'invention concerne également une application d'un  The invention also relates to an application of a

tel dispositif, caractérisée en ce que le premier substrat com-  such a device, characterized in that the first substrate comprises

porte des composants optiques intégrés passifs et le second  carries passive integrated optical components and the second

substrat comporte une structure de guide d'ondes optique inté-  substrate has an integrated optical waveguide structure

grée active reliée aux composants passifs.  active rig connected to passive components.

La présente invention concerne un dispositif per-  The present invention relates to a device

mettant de relier au moins deux substrats à composants optiques  putting to connect at least two substrates with optical components

intégrés, suivant une liaison très solide et présentant un fai-  integrated, following a very solid and weak link

ble amortissement optique, pour les chemins optiques à relier.  ble optical damping, for the optical paths to be connected.

Des repères d'ajustage permettent un ajustage actif de grande précision. On réalise un ajustage passif si dans les substrats on prévoit des structures complémentaires ou des cavités pour  Adjustment marks allow active precision adjustment. Passive adjustment is carried out if in the substrates additional structures or cavities are provided for

recevoir des éléments d'ajustage.receive adjustment elements.

Le dispositif selon l'invention permet de relier plusieurs substrats qui sont superposés de manière appropriée.  The device according to the invention makes it possible to connect several substrates which are appropriately superimposed.

Un exemple de réalisation de l'invention sera dé-  An exemplary embodiment of the invention will be shown

crit ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe transversale d'un dis- positif selon l'invention à structures de guide d'ondes, - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif de la figure 1, les substrats étant transparents, les figures 3 à 5 montrent des dispositifs connus à amplificateur à fibres optiques de systèmes de transmission bi- directionnelle et de multiplexage des longueurs d'ondes, - les figures 6a-6c représentent l'application d'un  crit below in more detail using the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a cross section of a device according to the invention with waveguide structures, - Figure 2 is a top view of the device of FIG. 1, the substrates being transparent, FIGS. 3 to 5 show known devices with an optical fiber amplifier of bi-directional transmission and wavelength multiplexing systems, - FIGS. 6a 6c represent the application of a

dispositif selon l'invention à un amplificateur de fibres opti- ques pour des systèmes de transmission bi-directionnelle.  device according to the invention to an optical fiber amplifier for bi-directional transmission systems.

Selon les figures, le dispositif se compose d'un substrat 10 ayant une structure de guide d'ondes 11 et sur celle-ci un second substrat 20 avec une structure de guide d'ondes 21. Les substrats sont fixés par une surface de contact commune 40 pour que les faces des structures à guide d'ondes soient en regard l'une de l'autre. Chacun des substrats a au moins une face frontale 12, 22 en biais suivant un angle a,, c2 tel que: 35 a1 + a2 = 90 Les faces frontales en biais 12, 22 sont tournées  According to the figures, the device consists of a substrate 10 having a waveguide structure 11 and on this a second substrate 20 with a waveguide structure 21. The substrates are fixed by a contact surface common 40 so that the faces of the waveguide structures are opposite one another. Each of the substrates has at least one front face 12, 22 at an angle at an angle a ,, c2 such that: 35 a1 + a2 = 90 The front faces at an angle 12, 22 are turned

l'une vers l'autre et forment ensemble une arête 30 rectangu-  towards each other and together form a rectangular 30

laire convexe pour la structure globale formée des substrats 10 et 20. Les extrémités à coupler des structures de guide d'ondes 11 et 21 butent sur les surfaces frontales en biais 12, 22 et y sont superposées dans le cas o les guides de lumière à coupler sont tous deux perpendiculaires à l'arête du substrat. Lorsque la structure de guide d'ondes 11' du substrat inférieur 10 fait un angle y, par rapport à la normale de l'arête du substrat (voir figure 2) il faut que la structure de guide d'ondes 21' couplée, dans le substrat supérieur 20, fasse un angle Y2 = -y,. Les projections des axes des structures de guide d'ondes 11' et 21' sur les surfaces de liaison 40 entre les substrats  convex surface for the overall structure formed of the substrates 10 and 20. The ends to be coupled of waveguide structures 11 and 21 abut on the oblique front surfaces 12, 22 and are superposed there in the case where the light guides to both are perpendicular to the edge of the substrate. When the waveguide structure 11 'of the lower substrate 10 makes an angle y, with respect to the normal of the edge of the substrate (see FIG. 2), the waveguide structure 21' must be coupled, in the upper substrate 20, make an angle Y2 = -y ,. The projections of the axes of the waveguide structures 11 'and 21' on the connection surfaces 40 between the substrates

et 20 se coupent suivant l'arête 30.  and 20 intersect along edge 30.

Le faisceau de lumière guidé par la structure 11 est réfléchi par la surface frontale 12 comme faisceau libre  The light beam guided by the structure 11 is reflected by the front surface 12 as a free beam

13, vers le haut à travers la surface de liaison 40 pour arri-  13, upwards through the connecting surface 40 to reach

ver dans le substrat 20 et tomber sur la surface frontale 22.  worm in the substrate 20 and fall on the front surface 22.

Celle-ci réfléchit de nouveau le faisceau dans la structure 21 pour le guider. Comme les surfaces des substrats 10 et 20 qui portent les structures de guide d'ondes 11 et 21 sont en face l'une de l'autre, le chemin du faisceau libre 13 est très court. Même dans le cas de guides d'ondes enfouis, dont les  This again reflects the beam in the structure 21 to guide it. As the surfaces of the substrates 10 and 20 which carry the waveguide structures 11 and 21 are opposite one another, the path of the free beam 13 is very short. Even in the case of buried waveguides, whose

axes sont situés jusqu'à 10 gm en dessous de la surface de cha-  axes are located up to 10 gm below the surface of each

que substrat, le chemin optique du faisceau libre 13 n'a qu'une longueur de 20 gm. Pour un faisceau libre à profil de type gaussien et un rayon adapté à une fibre monomode, de 5 pm, pour un indice de réfraction du substrat ns = 1,5 et une longueur  as substrate, the optical path of the free beam 13 is only 20 gm long. For a free beam with a Gaussian type profile and a radius adapted to a single mode fiber, of 5 μm, for a refractive index of the substrate ns = 1.5 and a length

d'onde dans l'air égale à 1,55 gm, on a un rendement de cou-  wave in the air equal to 1.55 gm, we have a yield of

plage de 98,3 %, ce qui correspond à une perte de couplage de  98.3% range, which corresponds to a coupling loss of

-0,074 dB. Le couplage de chemin optique du substrat élémen-  -0.074 dB. The optical path coupling of the elementary substrate

taire supérieur 20 dans le substrat élémentaire inférieur 10  upper cover 20 in the lower elementary substrate 10

est possible de la même manière.is possible in the same way.

Le dispositif selon l'invention présente l'avantage  The device according to the invention has the advantage

d'une construction compacte ne présentant pas plus d'encombre-  compact construction with no more clutter -

ment en surface pour deux substrats que pour un substrat. La fixation sur toute la surface pour les deux substrats 10, 20  ment on the surface for two substrates than for one substrate. Attachment over the entire surface for the two substrates 10, 20

donne une construction très solide. L'ajustage des deux subs-  gives a very solid construction. The adjustment of the two subs-

trats l'un par rapport à l'autre peut se faire, soit de manière active, soit de manière passive et pour cela on peut utiliser des repères d'ajustage 16 et 26 prévus sur les deux surfaces à  trats relative to each other can be done, either actively or passively, and for this one can use adjustment marks 16 and 26 provided on the two surfaces to

réunir et que l'on voit simultanément dans les substrats en gé-  unite and that we see simultaneously in the substrates in giant

néral transparents ou encore en utilisant un système de traite-  transparent or by using a milking system

ment d'images.ment of images.

Un autre procédé pour aligner les deux substrats 10 et 20 consiste à réaliser des cavités 17 et des bossages 27 complémentaires sur les surfaces ou encore des cavités 18 et 28 dans les deux surfaces et d'utiliser des éléments d'ajustage  Another method for aligning the two substrates 10 and 20 consists in producing cavities 17 and complementary bosses 27 on the surfaces or alternatively cavities 18 and 28 in the two surfaces and using adjustment elements

19, distincts, tels que des billes ou des cylindres très pré-  19, distinct, such as balls or cylinders very pre-

cis. La fixation des deux substrats 10 et 20 l'un sur l'autre  cis. Fixing the two substrates 10 and 20 to each other

peut se faire selon l'état de la technique par collage ou liai-  can be done according to the state of the art by gluing or bonding

son anodique, éventuellement avec une couche intermédiaire, le cas échéant nécessaire. Il importe seulement que cette liaison soit transparente pour les longueurs d'ondes utilisées, au  its anodic, possibly with an intermediate layer, if necessary. It is only important that this connection is transparent for the wavelengths used, at least

moins au niveau des faisceaux libres 13 à coupler.  less at the level of the free beams 13 to be coupled.

Dans la technique de transmission d'informations optiques il faut des amplificateurs de fibres optiques pour compenser les pertes de puissance et les pertes de répartition en aval des diviseurs de faisceaux. Pour cela on utilise des fibres amplificatrices à dopage par de l'erbium ou encore des guides d'ondes optiques intégrés à dopage par de l'erbium; on y injecte le signal utile à amplifier et la lumière de pompage par les diviseurs de faisceaux. Des systèmes correspondants utilisent pour le sens de passage allant de la centrale vers les abonnés, la longueur d'onde X1 = 1550 nm qui est pompée par des longueurs d'ondes C = 850 nm, 980 nm ou 1480 nm. Pour le sens de retour on prévoit par exemple une longueur d'onde X2 =  In the optical information transmission technique, optical fiber amplifiers are required to compensate for the power losses and the distribution losses downstream of the beam splitters. For this, amplifying fibers doped with erbium are used or alternatively optical waveguides integrated with doping with erbium; the useful signal to be amplified and the pumping light are injected therein by the beam splitters. Corresponding systems use the wavelength X1 = 1550 nm, which is pumped by wavelengths C = 850 nm, 980 nm or 1480 nm, for the direction of flow from the central to the subscribers. For the return direction, for example, a wavelength X2 =

1300 nm.1300 nm.

Cette lumière ne doit pas traverser les fibres am-  This light must not pass through the am-

plificatrices dans le sens du retour, car la lumière serait trop fortement atténuée. C'est pourquoi il faut prévoir pour le  plifiers in the direction of return, because the light would be too strongly attenuated. This is why it is necessary to plan for the

sens de retour, soit une seconde fibre, soit pour une transmis-  return direction, either a second fiber, or for a transmission-

sion dans les deux directions avec la même fibre, une déviation autour de l'amplificateur optique par un couplage sélectif en longueur d'onde. Lorsque les débits de bits sont faibles pour le sens du retour et que l'on a un faible rapport de division avec très peu d'abonnés, on peut supprimer l'amplification des signaux des abonnés vers la centrale pour le sens de retour. Si par contre il y a de nombreux abonnés avec des débits de bits  in both directions with the same fiber, a deviation around the optical amplifier by selective wavelength coupling. When the bit rates are low for the return direction and there is a low division ratio with very few subscribers, it is possible to suppress the amplification of the signals from the subscribers to the central office for the return direction. If there are many subscribers with bit rates

élevés dans le canal de retour, il faut une amplification ap-  high in the return channel, it requires an amplification

propriée des signaux.signal property.

Selon l'état de la technique on connaît également des amplificateurs optiques pour des signaux d'une longueur d'onde de 1300 nm avec alors un pompage avec une lumière d'une longueur d'onde de 1017 nm. Si le sens du retour doit également être amplifié de manière optique selon l'état de la technique,  According to the state of the art, optical amplifiers are also known for signals with a wavelength of 1300 nm with then pumping with light with a wavelength of 1017 nm. If the direction of return must also be amplified optically according to the state of the art,

il faut soit utiliser un tel amplificateur optique dans la se-  either use such an optical amplifier in the se-

conde fibre pour le retour, soit utiliser une fibre pour les deux directions avec une déviation autour de l'amplificateur  conde fiber for the return, either use a fiber for both directions with a deflection around the amplifier

optique pour le sens aller.optics for the forward direction.

Ces solutions sont représentées aux figures 3 et 4.  These solutions are shown in Figures 3 and 4.

La figure 3 montre une installation amplificatrice pour deux fibres séparées pour le sens aller avec la fibre F1 de longueur d'onde X1 et pour le sens retour la fibre F2 et la longueur d'onde X2- Le signal du sens aller est amplifié par l'amplificateur optique Vl dans lequel on injecte la lumière de  FIG. 3 shows an amplifying installation for two separate fibers for the forward direction with the fiber F1 of wavelength X1 and for the return direction the fiber F2 and the wavelength X2- The signal for the forward direction is amplified by l optical amplifier Vl into which the light of

pompage de longueur d'onde Pl. De même le signal du sens re-  wavelength pumping Pl. Similarly, the direction signal

tour est amplifié par l'amplificateur V2 dans lequel on injecte  turn is amplified by the amplifier V2 in which we inject

la lumière de pompage de longueur d'onde X2-  pumping light of wavelength X2-

La figure 4 montre un dispositif amortisseur avec seulement une fibre de transmission F12 pour le sens aller et le sens retour. Les signaux du sens retour contournent  FIG. 4 shows a damping device with only one transmission fiber F12 for the forward direction and the return direction. Return direction signals bypass

l'amplificateur V1 par les deux coupleurs à longueur d'onde sé-  amplifier V1 by the two wavelength couplers

lective K1, K2 et sont amplifiés par l'amplificateur V2.  lective K1, K2 and are amplified by the amplifier V2.

Les amplificateurs optiques peuvent s'utiliser en même temps pour l'amplification dans le sens aller et le sens retour pour une seule fibre de transmission.30 La figure 5 montre le schéma de principe d'un tel  Optical amplifiers can be used at the same time for forward and backward amplification for a single transmission fiber.30 Figure 5 shows the block diagram of such a

dispositif. La longueur d'onde X1 pour le sens aller et la lon-  device. The wavelength X1 for the forward direction and the long

gueur X2 pour le sens retour sont suffisamment rapprochées pour  feeder X2 for the return direction are close enough to

permettre leur amplification en commun dans l'amplificateur op-  allow their joint amplification in the op amplifier

tique V12. Pour le sens aller, le signal à amplifier venant de la centrale par la fibre de transmission F12Z du côté de la centrale (longueur d'onde k1) arrive par le port d'entrée E dans le dispositif amplificateur; ce signal y est amplifié par l'amplificateur optique V12 pompé par la lumière de pompage de longueur d'onde C; le signal arrive par le port de sortie A dans la fibre de transmission F12T correspondant au côté des abonnés. Le signal de retour envoyé par les abonnés, provenant de la fibre de transmission des abonnés F12T, est transmis du port A par l'intermédiaire d'un premier coupleur K1 sélectif vis-à-vis des longueurs d'ondes, d'une première dérivation U1 et d'un second coupleur sélectif aux longueurs d'ondes K2 à l'entrée de l'amplificateur optique V12. Le signal de retour y  tick V12. For the forward direction, the signal to be amplified coming from the central by the transmission fiber F12Z on the side of the central (wavelength k1) arrives by the input port E in the amplifier device; this signal is amplified there by the optical amplifier V12 pumped by the pumping light of wavelength C; the signal arrives through the output port A in the transmission fiber F12T corresponding to the side of the subscribers. The return signal sent by the subscribers, coming from the transmission fiber of the F12T subscribers, is transmitted from the port A via a first coupler K1 selective with respect to wavelengths, a first bypass U1 and a second selective coupler at wavelengths K2 at the input of the optical amplifier V12. The return signal y

est amplifié en même temps que le signal d'aller.  is amplified at the same time as the go signal.

Le signal de retour, amplifié, est couplé par un  The amplified return signal is coupled by a

troisième coupleur K3 sélectif aux longueurs d'ondes, la se-  third wavelength selective K3 coupler, the

conde dérivation U2 et le quatrième coupleur K4 sélectif aux longueurs d'ondes, dans la fibre de transmission F12Z du côté de la centrale. Les nombreux composants passifs nécessaires tels qcue les coupleurs sélectifs aux longueurs d'ondes et les dérivations sont réalisés par des composants à fibres optiques  second branch U2 and the fourth wavelength selective coupler K4, in the transmission fiber F12Z on the side of the power plant. The many passive components required such as selective wavelength couplers and taps are produced by fiber optic components

ou par des composants optiques intégrés. La solution des compo-  or by integrated optical components. The solution of the

sants optiques intégrés offre l'avantage d'être plus compacts, plus faibles et plus faciles à manipuler et en particulier pour  The integrated optical health has the advantage of being more compact, weaker and easier to handle and in particular for

l'intégration de nombreux composants la solution est moins coû-  the integration of many components the solution is less cost-

teuse et plus facile à reproduire.teuse and easier to reproduce.

De même, pour la réalisation de la partie amplifi-  Similarly, for the realization of the amplified part

catrice, à côté de la solution connue utilisant des fibres op-  catrice, next to the known solution using op-

tiques, on a proposé un guide d'ondes amplificateur optique utilisant un verre particulier avec des guides d'ondes à dopage  we proposed an optical amplifier waveguide using a special glass with doped waveguides

par de l'erbium.with erbium.

Pour des raisons techniques, pour la fabrication de composants optiques passifs intégrés tels que des dérivations,  For technical reasons, for the manufacture of integrated passive optical components such as leads,

des diviseurs de faisceaux, des injecteurs ou des coupleurs sé-  beam splitters, injectors or couplers

lectifs en longueurs d'ondes, il faut d'autres verres que pour la fabrication des guides d'ondes amplificateurs à dopage par  wavelength readings, other glasses are required than for the manufacture of amplifier doped waveguides by

de l'erbium. La réunion nécessaire en soi de tous les compo-  erbium. The necessary meeting in itself of all the compo-

sants passifs et actifs sur un même substrat en verre n'est pas possible de ce fait pour des raisons techniques. Selon  Passive and active health on the same glass substrate is therefore not possible for technical reasons. According to

l'invention on propose une solution pour un amplificateur opti-  the invention a solution is proposed for an optical amplifier.

que utilisant deux substrats de verre, différents mais offrant la même compacité que si tous les composants actifs et passifs  than using two different glass substrates but offering the same compactness as if all active and passive components

étaient intégrés à un seul substrat.  were integrated into a single substrate.

La figure 6a montre en coupe les deux substrats S1  Figure 6a shows in section the two substrates S1

avec la structure de guide d'ondes WL1 pour les composants op-  with the WL1 waveguide structure for the op-

tiques passifs et S2 avec une structure de guide d'ondes ampli-  passive ticks and S2 with an amplified waveguide structure

ficatrice active WL2. Les deux substrats sont réunis pour que les faces avec les structures de guide d'ondes soient en regard  active ficatrice WL2. The two substrates are brought together so that the faces with the waveguide structures are facing each other

l'une de l'autre. Sur au moins une surface latérale Sp du subs-  one from the other. On at least one lateral surface Sp of the subs-

trat Si on a les ports pour l'entrée E, les sorties A1, An et  trat If we have the ports for input E, outputs A1, An and

la source de lumière de pompage P. Au moins une surface laté-  the pumping light source P. At least one side surface

rale Skl du substrat Si et au moins une surface latérale Sk2 du substrat S2 sont polies en biais et se trouvent en regard l'une de l'autre pour que les deux surfaces latérales en biais Skl et  rale Skl of the substrate Si and at least one lateral surface Sk2 of the substrate S2 are polished at an angle and lie opposite one another so that the two lateral surfaces at an angle Skl and

Sk2 forment entre elles un angle droit.  Sk2 form a right angle between them.

La figure 6b montre une structure de guide d'ondes  Figure 6b shows a waveguide structure

passif WL1 dans le substrat Si et la figure 6c montre la struc-  passive WL1 in the substrate Si and Figure 6c shows the struc-

ture de guide d'ondes amplificatrice WL2 dans le substrat S2.  amplification waveguide structure WL2 in the substrate S2.

Le couplage de la lumière entre les structures de guide d'ondes WL1 et WL2 se fait par une double réflexion totale ou le cas échéant par réflexion sur les couches miroirs au niveau des surfaces latérales en biais Skl, Sk2 dans les ports de liaison  The coupling of the light between the waveguide structures WL1 and WL2 is done by a total double reflection or, if necessary, by reflection on the mirror layers at the level of the biased lateral surfaces Skl, Sk2 in the connection ports.

VAl et VE1 ou VA2 et VE2 alignés entre eux.  VAl and VE1 or VA2 and VE2 aligned with each other.

La structure de guide de lumière WL1 selon la fi-  The WL1 light guide structure according to fig.

gure 6a comporte tous les éléments de couplage et de liaison  gure 6a contains all the coupling and connection elements

passifs nécessaires pour les amplificateurs optiques comme élé-  liabilities required for optical amplifiers as an

ments optiques intégrés dont le but a été décrit à propos de la  integrated optical elements whose purpose has been described in connection with the

figure 3. De plus, on a un diviseur de faisceaux selon le rap-  figure 3. In addition, we have a beam splitter according to the ratio

port l/n, portant la référence Tn; ce diviseur Tn présente n  port l / n, bearing the reference Tn; this divider Tn presents n

ports de sortie Al...An, intégrés.  Al ... An output ports, integrated.

A titre d'exemple, la figure 6c montre une struc-  As an example, Figure 6c shows a structure

ture de guide d'ondes amplificatrice sous la forme d'une spi-  amplifying waveguide structure in the form of a spi-

rale. On peut également envisager d'autres structures de guide d'ondes permettant d'arriver à la longueur d'onde nécessaire sans dépasser la courbure minimale imposée au guide d'ondes; des intersections de chemins optiques et les réflexions sur des  rale. One can also envisage other waveguide structures making it possible to arrive at the necessary wavelength without exceeding the minimum curvature imposed on the waveguide; optical path intersections and reflections on

surfaces de réflexion appropriées, ainsi que sur les arêtes la-  appropriate reflection surfaces, as well as on the edges

térales des substrats, sont autorisées.  substrates are allowed.

Claims (9)

R E V E N D I C A T IONSR E V E N D I C A T IONS 1 ) Dispositif pour relier des composants optiques intégrés prévus sur des substrats différents, caractérisé en ce que les substrats (10, 20) et les composants optiques intégrés (11, 21) à relier sont superposés, les composants optiques intégrés (11, 21) présentent, au niveau des extrémités à relier, dans le chemin optique, des surfaces latérales (12, 22) inclinées l'une par rapport à l'autre et - les surfaces latérales (12, 22) sont inclinées pour que la  1) Device for connecting integrated optical components provided on different substrates, characterized in that the substrates (10, 20) and the integrated optical components (11, 21) to be connected are superimposed, the integrated optical components (11, 21) have, at the ends to be connected, in the optical path, lateral surfaces (12, 22) inclined with respect to each other and - the lateral surfaces (12, 22) are inclined so that the lumière du premier composant optique intégré (11) rayonne jus-  light from the first integrated optical component (11) radiates up to qu'à la première surface latérale inclinée (12) pour y être ré-  than at the first inclined lateral surface (12) to be there fléchie et arrive sur la seconde surface latérale inclinée (22) pour y être réfléchie vers le second composant optique intégré  bent and arrives on the second inclined lateral surface (22) to be reflected there towards the second integrated optical component (12).(12). 2 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins l'une des surfaces latérales inclinées (12, 22) est  2) Device according to claim 1, characterized in that at least one of the inclined side surfaces (12, 22) is munie d'une surface réfléchissante.  provided with a reflective surface. 3 ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que  3) Device according to claim 1, characterized in that les surfaces latérales (12, 22) sont inclinées pour que la lu-  the lateral surfaces (12, 22) are inclined so that the light mière des composants optiques intégrés (11, 21) subisse une ré-  integrated optical components (11, 21) undergo a flexion totale.total flexion. 4 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3,  4) Device according to one of claims 1 to 3, caractérisé en ce que les chemins optiques des composants optiques intégrés sont dans des plans parallèles au niveau des extrémités à relier et que  characterized in that the optical paths of the integrated optical components are in parallel planes at the ends to be connected and that la somme des angles d'inclinaison des surfaces latérales incli-  the sum of the angles of inclination of the inclined lateral surfaces nées (12) est de 90 par rapport à l'une des surfaces parallè-  born (12) is 90 relative to one of the parallel surfaces les.the. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,   ) Device according to any one of claims 1 to 4, caractérisé en ce que les substrats transparents (10, 20) comportent des repères  characterized in that the transparent substrates (10, 20) have marks d'ajustage (16, 26) pour l'ajustage actif.  adjustment (16, 26) for active adjustment. 6 ) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4,  6) Device according to one of claims 1 to 4, caractérisé par des cavités (17) et des bossages (27) complémentaires sur les  characterized by cavities (17) and complementary bosses (27) on the substrats (10, 20) permettant l'ajustage passif.  substrates (10, 20) allowing passive adjustment. 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,  7) Device according to any one of claims 1 to 4, caractérisé en ce quecharacterized in that les substrats (10, 20) comportent des cavités (18, 28) pour re-  the substrates (10, 20) have cavities (18, 28) for cevoir des éléments d'ajustage (19) permettant l'ajustage pas-  have adjustment elements (19) allowing the adjustment not sif.sif. 8 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,  8) Device according to any one of claims 1 to 7, caractérisé en ce quecharacterized in that les substrats (10, 20) sont disposés l'un sur l'autre.  the substrates (10, 20) are arranged one on the other. 9 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,  9) Device according to any one of claims 1 to 7, caractérisé en ce que les substrats (10, 20) sont fixés l'un sur l'autre par collage  characterized in that the substrates (10, 20) are fixed to each other by gluing ou liaison.or bond. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à   ) Device according to any one of claims 1 to 7, caractérisé en ce que les substrats (10, 20) sont fixés l'un à l'autre par une couche intermédiaire.  7, characterized in that the substrates (10, 20) are fixed to each other by an intermediate layer. 11 ) Application d'un dispositif selon l'une quelconque des re-  11) Application of a device according to any one of the re- vendications 1 à 10, à un amplificateur optique pour des systè-  vendications 1 to 10, to an optical amplifier for systems mes de transmission bi-directionnelle, caractérisée en ce que  mes of bi-directional transmission, characterized in that le premier substrat (S1) comporte des composants optiques inté-  the first substrate (S1) comprises integrated optical components grés passifs (WL1) et le second substrat (S2) comporte une structure de guide d'ondes optique intégrée active (WL2) reliée  passive sandstone (WL1) and the second substrate (S2) has an active integrated optical waveguide structure (WL2) connected aux composants passifs (WL1).passive components (WL1).
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