FR2816062A1 - Fibre optic telecommunications optical filter manufacture, having thin substrate deposited layer with inserted shaped sections forming pass band filter near normal incidence - Google Patents
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Abstract
Description
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Filtre optique, son procédé de fabrication par dopage ionique et son utilisation pour un système multiplex
La présente invention est relative à un filtre optique, à son procédé de fabrication par dopage ionique et à son utilisation pour un système multiplex optique à division de longueur d'onde. Optical filter, its method of manufacture by ion doping and its use for a multiplex system
The present invention relates to an optical filter, to its method of manufacture by ion doping and to its use for an optical multiplex system with wavelength division.
Le domaine technique de l'invention est celui de la fabrication de systèmes de télécommunications par fibres optiques. The technical field of the invention is that of the manufacture of telecommunications systems by optical fibers.
Afin d'accroître la capacité de transport de réseaux câblés à fibre optique, il est connu de multiplexer plusieurs canaux pour les faire transiter simultanément dans une fibre, puis de les démultiplexer ; lorsque le multiplexage est effectué par division de la bande de transmission (en longueur d'onde) de la fibre, on parle généralement de système WDM v) pour Wavetength Division Multiplex ; afin d'augmenter le nombre de canaux susceptibles d'être multiplexés pour accroître la capacité d'une fibre en restant dans une plage de longueur d'onde déterminée, il faut disposer d'un multiplexer (et d'un démultiplexeur) susceptible de traiter (mélanger ou séparer) plusieurs faisceaux dont les longueurs d'onde sont très voisines ; on a donc besoin de composants optiques de filtration ayant une bande passante très étroite (de l'ordre de 10-9 mètres) et un taux de réjection très élevé.
In order to increase the transport capacity of cable fiber-optic networks, it is known to multiplex several channels to make them transit simultaneously in a fiber, then to demultiplex them; when the multiplexing is carried out by division of the transmission band (in wavelength) of the fiber, one generally speaks about system WDM v) for Wavetength Division Multiplex; in order to increase the number of channels capable of being multiplexed in order to increase the capacity of a fiber while remaining within a determined wavelength range, it is necessary to have a multiplexer (and a demultiplexer) capable of processing (mix or separate) several beams whose wavelengths are very close; there is therefore a need for optical filtration components having a very narrow bandwidth (of the order of 10-9 meters) and a very high rejection rate.
Il a été proposé dans le brevet US 5, 355, 237 un dispositif multiplexer comportant plusieurs guides d'onde d'entrée, un réseau diffractant s'étendant le long d'une courbe concave, et un guide d'onde de sortie dont une face est couplée à une fibre optique ; le dispositif comporte des diodes laser, qui s'étendent orthogonalement à l'axe de la fibre, et à chacune desquelles est associé un réseau de diffraction de
surface adapté à la longueur d'onde de la diode ; dans le cas d'un démultiplexeur, les diodes laser et leurs réseaux de diffraction associés sont remplacés par des photodiodes ; le réseau diffractant courbe est réalisé par lithographie à faisceau d'électrons, sous la forme d'un chenal étroit s'étendant en dent de scie le long d'un contour courbe ; les US Patent 5,355,237 has proposed a multiplexer device comprising several input waveguides, a diffracting grating extending along a concave curve, and an output waveguide, one of which face is coupled to an optical fiber; the device comprises laser diodes, which extend orthogonally to the axis of the fiber, and to each of which is associated a diffraction grating of
surface adapted to the wavelength of the diode; in the case of a demultiplexer, the laser diodes and their associated diffraction gratings are replaced by photodiodes; the curved diffracting grating is produced by electron beam lithography, in the form of a narrow channel extending in a sawtooth fashion along a curved contour; the
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inconvénients de ce type de dispositif sont leur coût élevé, leur rendement médiocre et leur forte sensibilité à la température et à la polarisation du faisceau incident. disadvantages of this type of device are their high cost, their poor efficiency and their high sensitivity to temperature and to the polarization of the incident beam.
Le brevet US 5,216, 680 expose une méthode mathématique d'analyse de phénomènes de résonance dans un guide d'onde et suggère d'en appliquer les résultats à la conception d'un filtre optique résonnant pour laser, sans toutefois décrire le filtre ; le brevet US 6,035, 089 expose que cette méthode peut être utilisée pour concevoir un filtre constitué de bandes creusées dans un guide d'onde supporté par un substrat, puis rempli d'un matériau propre à obtenir une structure résonante, en particulier à 533,4 nm. US Patent 5,216,680 discloses a mathematical method for analyzing resonance phenomena in a waveguide and suggests applying the results thereof to the design of a resonant optical filter for laser, without however describing the filter; US Patent 6,035,089 explains that this method can be used to design a filter made up of bands hollowed out in a waveguide supported by a substrate, then filled with a material capable of obtaining a resonant structure, in particular at 533, 4 nm.
Il est par ailleurs connu de réaliser des filtres optiques (passebande en transmission) par empilement de nombreuses couches minces d'épaisseur et d'indice de réfraction déterminé, pour transmettre une longueur d'onde déterminée. It is also known to produce optical filters (passband in transmission) by stacking many thin layers of thickness and determined refractive index, to transmit a determined wavelength.
Il est également connu de réaliser des filtres de Bragg photoinscrits dans une fibre ; ces filtres fonctionnent en réflexion. It is also known to make Bragg filters photoinscribed in a fiber; these filters work in reflection.
La présente invention a pour objet de proposer un filtre optique amélioré, un multiplexer (et un démultiplexeur) incorporant ce filtre, et son procédé de fabrication. The present invention aims to provide an improved optical filter, a multiplexer (and a demultiplexer) incorporating this filter, and its manufacturing process.
Selon l'invention, on utilise des structures résonantes à une longueur d'onde déterminée et sous une incidence déterminée ; une
résonance est obtenue par la construction d'un réseau de motifs à la surface et le cas échéant dans l'épaisseur d'au moins un guide d'onde constitué par une couche mince ou un empilement de couches minces ; la résonance résulte d'un couplage électromagnétique par le réseau entre une onde incidente sensiblement selon la normale à la surface du guide d'onde et/ou des couches minces, et un mode guidé du guide d'onde : la résonance est observée lorsque des fréquences temporelle et spatiale de l'onde incidente sont sensiblement égales à celles correspondant à un mode propre de la structure ; à cet effet, on prévoit According to the invention, resonant structures are used at a determined wavelength and under a determined incidence; a
resonance is obtained by the construction of a network of patterns on the surface and if necessary in the thickness of at least one waveguide constituted by a thin layer or a stack of thin layers; the resonance results from an electromagnetic coupling by the network between an incident wave substantially according to the normal to the surface of the waveguide and / or thin layers, and a guided mode of the waveguide: the resonance is observed when temporal and spatial frequencies of the incident wave are substantially equal to those corresponding to a specific mode of the structure; to this end, provision is made
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généralement des motifs dont les dimensions sont voisines de la longueur d'onde désirée, et généralement inférieures à celles-ci. generally patterns whose dimensions are close to the desired wavelength, and generally smaller than these.
Selon l'invention, chacun des motifs est constitué d'une région de couche mince dont l'indice est modifié localement par l'implantation d'ions dans la couche mince ; cette implantation est obtenue en soumettant la couche mince à un bombardement ionique, par un faisceau d'ions délivré par un accélérateur de particules, un canon à ions et/ou un implanteur ionique. According to the invention, each of the patterns consists of a thin layer region whose index is locally modified by the implantation of ions in the thin layer; this implantation is obtained by subjecting the thin layer to ion bombardment, by an ion beam delivered by a particle accelerator, an ion gun and / or an ion implanter.
Cette opération d'implantation fait appel à une technique connue notamment pour doper un matériau semi-conducteur avec des matériaux dopants. Pour l'application de cette technique à l'invention, on utilisera généralement comme matériau dopant un matériau choisi parmi l'erbium,
le niobium, le titane, le silicium, le phosphore ou le germanium. This implantation operation uses a known technique in particular for doping a semiconductor material with doping materials. For the application of this technique to the invention, a material chosen from erbium will generally be used as doping material,
niobium, titanium, silicon, phosphorus or germanium.
Afin de doper seulement certaines régions de la couche mince pour former les motifs dopés, on utilise de préférence une technique de masquage de la couche mince telle que celle utilisée pour la gravure : on recouvre la couche mince à doper d'un masque"perforé"de forme complémentaire à celle du réseau de motifs à former ; le masque empêche ainsi que les parties de la couche mince qu'il recouvre ne soient soumises au flux ionique ; il permet donc la préservation, dans la couche mince qu'il recouvre, de zones non dopées entourant les régions dopées. In order to dope only certain regions of the thin layer to form the doped patterns, a thin layer masking technique such as that used for etching is preferably used: the thin layer to be doped is covered with a "perforated" mask. of a shape complementary to that of the network of patterns to be formed; the mask thus prevents the parts of the thin layer which it covers from being subjected to ionic flux; it therefore allows the preservation, in the thin layer which it covers, of undoped areas surrounding the doped regions.
Par ailleurs, en faisant varier l'intensité et/ou la durée
d'exposition des parties non masquées de la couche mince au faisceau d'ions, on peut faire varier la configuration ionique des motifs dopés, en particulier la densité volumique d'ions implantés et/ou la profondeur d'implantation, afin d'obtenir une configuration de forme (profil) et/ou d'indice déterminé. Furthermore, by varying the intensity and / or the duration
exposure of the unmasked parts of the thin layer to the ion beam, the ion configuration of the doped patterns can be varied, in particular the volume density of implanted ions and / or the implantation depth, in order to obtain a configuration of shape (profile) and / or determined index.
On peut en outre procéder à un recuit de structure après dopage pour modifier, de façon contrôlée, par migration des ions dans la couche It is also possible to anneal the structure after doping to modify, in a controlled manner, by migration of the ions in the layer.
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mince, le gradient d'indice et/ou de population ionique dans les motifs dopés. thin, the index and / or ionic population gradient in the doped patterns.
Selon un autre aspect de l'invention, ladite structure et/ou ledit réseau est bipériodique ou pluripériodique : elle (il) comporte une pluralité de premiers motifs identiques, régulièrement espacés selon deux directions parallèles au guide d'onde, et selon un premier pas ; elle (il) comporte en outre une pluralité de deuxièmes motifs identiques régulièrement espacés selon lesdites directions et selon ledit premier pas, qui sont disposés imbriqués avec lesdits premiers motifs et qui sont de configuration et/ou de dimensions différentes de celles des premiers motifs. Ainsi, lesdits premiers motifs forment un premier sousréseau qui est imbriqué avec un second sous-réseau constitué par lesdits seconds motifs. According to another aspect of the invention, said structure and / or said network is biperiodic or pluriperiodic: it (it) comprises a plurality of identical first patterns, regularly spaced in two directions parallel to the waveguide, and according to a first step ; it (it) further comprises a plurality of second identical patterns regularly spaced in said directions and in said first pitch, which are arranged nested with said first patterns and which are of configuration and / or dimensions different from those of the first patterns. Thus, said first patterns form a first sub-network which is nested with a second sub-network constituted by said second patterns.
Généralement, et en conséquence de cette imbrication, un premier motif et un second motif adjacent au premier motif seront séparés d'une distance égale à la moitié dudit pas ; dans un mode préféré de réalisation, le réseau résonnant peut comporter plus de deux sous-réseaux, en particulier 3 ou 4 sous-réseaux imbriqués pour former un réseau multipériodique. Generally, and as a result of this nesting, a first pattern and a second pattern adjacent to the first pattern will be separated by a distance equal to half of said pitch; in a preferred embodiment, the resonant network can comprise more than two sub-networks, in particular 3 or 4 nested sub-networks to form a multi-period network.
Une telle structure permet d'assurer un filtrage passe-bande en réflexion, qui est doté d'un taux de réjection élevé et qui permet une inclinaison (de faible valeur) de l'onde incidente par rapport à la normale à la surface des couches minces du guide d'onde, cette inclinaison étant souhaitable pour séparer le faisceau réfléchi du faisceau incident, sans nécessiter l'usage d'une lame semiréfléchissante ou d'un système interférentiel. Such a structure makes it possible to provide a bandpass filtering in reflection, which has a high rejection rate and which allows an inclination (of low value) of the incident wave relative to the normal to the surface of the layers. thin of the waveguide, this inclination being desirable for separating the reflected beam from the incident beam, without requiring the use of a semi-reflecting plate or an interference system.
Une telle structure permet d'obtenir des performances améliorées pour des variations de l'angle d'incidence, de l'angle d'ouverture, ou de polarisation du faisceau incident. Such a structure makes it possible to obtain improved performance for variations in the angle of incidence, the opening angle, or the polarization of the incident beam.
Selon un autre aspect de l'invention, on utilise un composant optique comportant plusieurs couches minces superposées sur un According to another aspect of the invention, an optical component is used comprising several thin layers superimposed on a
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substrat et incorporant deux telles structures résonantes, qui sont de préférence disposées symétriquement par rapport à un plan médian, et qui sont identiques et/ou résonantes à la même longueur d'onde ; on obtient ainsi un filtre passif passe-bande en transmission qui est doté d'un taux de réjection élevé, et qui est simple à fabriquer. substrate and incorporating two such resonant structures, which are preferably arranged symmetrically with respect to a median plane, and which are identical and / or resonant at the same wavelength; a passive bandpass filter in transmission is thus obtained which has a high rejection rate, and which is simple to manufacture.
La réalisation d'un composant incorporant deux réseaux résonants peut être effectuée en implantant les deux réseaux sur deux portions d'une couche mince reposant sur un substrat commun ; le substrat peut ensuite être coupé en deux parties qui peuvent être assemblées pour former le composant ; l'assemblage peut être effectué par mise en contact des deux parties par la face sur laquelle est prévu le réseau ; cet assemblage peut être obtenu par adhésion moléculaire, alternativement les deux parties peuvent être assemblées par leurs portions respectives du substrat, le cas échéant par collage. The production of a component incorporating two resonant networks can be carried out by implanting the two networks on two portions of a thin layer resting on a common substrate; the substrate can then be cut into two parts which can be assembled to form the component; assembly can be carried out by bringing the two parts into contact through the face on which the network is provided; this assembly can be obtained by molecular adhesion, alternately the two parts can be assembled by their respective portions of the substrate, if necessary by bonding.
Selon une variante de réalisation, on peut réaliser un dopage à la surface de chacun de deux empilements de couches minces prévues sur chacune des deux faces d'un substrat commun aux deux empilements. According to an alternative embodiment, it is possible to carry out doping on the surface of each of two stacks of thin layers provided on each of the two faces of a substrate common to the two stacks.
De préférence le réseau est implanté dans une structure antireflet comportant au moins une couche mince. Preferably, the network is installed in an anti-reflective structure comprising at least one thin layer.
Des performances améliorées (bande étroite et réjection élevée) sont obtenues en implantat les motifs dopés de chaque réseau dans une couche (dite externe) d'indice (par exemple voisin de 1,5) inférieur à celui (par exemple voisin de 2) de la couche sur laquelle la couche externe est déposée, ce qui conduit à une structure anti-reflet. Improved performance (narrow band and high rejection) is obtained by implanting the doped patterns of each network in a (so-called external) layer with an index (for example close to 1.5) lower than that (for example close to 2) of the layer on which the outer layer is deposited, which leads to an anti-reflection structure.
En outre, l'utilisation de motifs de contour circulaire et/ou dotés d'un profil d'implantation incliné par rapport à la normale aux couches minces, améliore la tenue à l'ouverture. In addition, the use of circular contour patterns and / or with an implantation profile inclined relative to normal to thin layers, improves the resistance to opening.
Pour augmenter le taux de réjection du filtre optique obtenu, on peut également prévoir plusieurs réseaux résonants superposés. To increase the rejection rate of the optical filter obtained, it is also possible to provide several superimposed resonant networks.
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Les composants selon l'invention présentent l'avantage de nécessiter un nombre réduit de couches minces, par comparaison avec des filtres à couches minces habituels. The components according to the invention have the advantage of requiring a reduced number of thin layers, compared with conventional thin layer filters.
En outre, ils permettent d'obtenir des filtres plus étroits qui sont donc mieux adaptés à la division d'une bande de transmission en un grand nombre de canaux. En pratique deux ou trois couches minces peuvent suffire pour construire un filtre passe-bande ayant un taux de réjection élevé pour les longueurs d'onde éloignées de la longueur
d'onde sur laquelle est centré le filtre, ayant une largeur spectrale inférieure à un nanomètre et réfléchissant ou transmettant environ 100 % du faisceau incident-en dehors de la bande passante-, même lorsque le faisceau incident est doté d'une incidence (par rapport à la normale) pouvant atteindre plusieurs degrés et/ou d'une ouverture de quelques mrd, en particulier de 5 à 20 mrd. In addition, they make it possible to obtain narrower filters which are therefore better suited to dividing a transmission band into a large number of channels. In practice two or three thin layers may suffice to construct a bandpass filter having a high rejection rate for wavelengths far from the length.
wave on which the filter is centered, having a spectral width of less than one nanometer and reflecting or transmitting about 100% of the incident beam - outside the bandwidth - even when the incident beam has an incidence (for example compared to normal) which can reach several degrees and / or an opening of a few bn, in particular from 5 to 20 bn.
Du fait que la position de la longueur d'onde centrale est essentiellement déterminée par la géométrie du réseau qui s'étend sur la (les) face (s) externe (s) du composant, il est facile de décaler et/ou
d'ajuster la longueur d'onde centrale après réalisation du réseau : ce décalage peut en particulier être obtenu en recouvrant le réseau d'une couche mince d'indice et d'épaisseur adaptés, ou bien en modifiant la géométrie du réseau, par exemple par une étape postérieure de gravure par faisceau d'électrons. Since the position of the central wavelength is essentially determined by the geometry of the grating which extends over the external face (s) of the component, it is easy to offset and / or
to adjust the central wavelength after completion of the network: this offset can in particular be obtained by covering the network with a thin layer of suitable index and thickness, or else by modifying the geometry of the network, for example by a later step of electron beam etching.
Les couches minces peuvent être réalisées par dépôt d'un matériau choisi parmi des métaux tels que AI, Ni, Ag, Au, des oxydes tels que TiO2, Sei02, Ta205, des fluorures (tels que MgF2), des sulfures (tels que ZnS) ou des nitrures ; chaque couche mince a une épaisseur allant généralement de 10 nm à 10um ; l'épaisseur de la couche mince recouvrant le réseau pour décaler la longueur d'onde centrale pourra être inférieure à ces valeurs : elle peut aller de 1 à 10 nm (nanomètre). The thin layers can be produced by depositing a material chosen from metals such as AI, Ni, Ag, Au, oxides such as TiO2, Sei02, Ta205, fluorides (such as MgF2), sulfides (such as ZnS ) or nitrides; each thin layer has a thickness generally ranging from 10 nm to 10 μm; the thickness of the thin layer covering the grating to offset the central wavelength may be less than these values: it can range from 1 to 10 nm (nanometer).
Par comparaison, le substrat a une épaisseur plus élevée, par exemple de l'ordre de 0,5 mm ; il est constitué d'un matériau By comparison, the substrate has a greater thickness, for example of the order of 0.5 mm; it is made of a material
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transparent pour les longueurs d'ondes considérées, en particulier les longueurs d'ondes voisines de 1, 5 um, te) que de la silice.
transparent for the wavelengths considered, in particular the wavelengths close to 1, 5 μm, te) than silica.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront compris au travers de la description suivante qui se réfère aux dessins annexés, qui illustrent sans aucun caractère limitatif des modes préférentiels de réalisation de l'invention. Other advantages and characteristics of the invention will be understood through the following description which refers to the accompanying drawings, which illustrate without any limiting nature of the preferred embodiments of the invention.
La figure 1 est une vue schématique en perspective d'une partie d'un composant selon un premier mode de réalisation. Figure 1 is a schematic perspective view of part of a component according to a first embodiment.
La figure 2 est une vue schématique en coupe transversale d'une partie d'un composant selon un deuxième mode de réalisation. Figure 2 is a schematic cross-sectional view of part of a component according to a second embodiment.
La figure 3 est une vue en plan schématique d'un démultiplexeur huit voies intégrant des filtres passe-bande en transmission selon l'invention. Figure 3 is a schematic plan view of an eight-way demultiplexer incorporating bandpass filters in transmission according to the invention.
La figure 4 illustre en vue en plan l'arrangement des motifs dopés de contour carré d'un réseau pluripériodique. FIG. 4 illustrates in plan view the arrangement of the doped patterns of square contour of a pluriperiodic network.
La figure 5 est une vue schématique en coupe par un plan transversal aux plans des couches, qui montre un motif dopé d'un réseau dont le profil transversal d'indice est incliné et incurvé. Figure 5 is a schematic sectional view through a plane transverse to the planes of the layers, which shows a doped pattern of a network whose transverse index profile is inclined and curved.
La figure 6 est une vue en plan schématique d'un démultiplexeur à quatre voies incorporant quatre composants formant des filtres passebande en réflexion. Figure 6 is a schematic plan view of a four-way demultiplexer incorporating four components forming reflection bandwidth filters.
Par référence aux figures 3 et 6, le démultiplexeur 1,2 comporte huit filtres 3 (respectivement quatre filtres 4) passe-bande centrés sur huit (respectivement quatre) longueurs d'ondes différentes correspondant aux huit (respectivement quatre) canaux à séparer. With reference to Figures 3 and 6, the demultiplexer 1,2 comprises eight filters 3 (respectively four filters 4) bandpass centered on eight (respectively four) different wavelengths corresponding to the eight (respectively four) channels to be separated.
Le démultiplexeur comporte une interface 5 de couplage optique avec une fibre optique 6 transportant le rayonnement à diviser ; le faisceau incident 7 délivré par la fibre 6 forme avec la normale 8 à la The demultiplexer comprises an interface 5 for optical coupling with an optical fiber 6 transporting the radiation to be divided; the incident beam 7 delivered by the fiber 6 forms with the normal 8 at the
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face 9 du filtre un angle 10 d'incidence, dont la valeur est la plus faible possible afin de limiter les perturbations susceptibles d'en résulter.
face 9 of the filter an angle of incidence 10, the value of which is as low as possible in order to limit the disturbances liable to result therefrom.
Le démultiplexeur 2 figure 6 comporte quatre collimateurs 11 de sortie respectivement associés aux quatre filtres 4, qui servent à diriger vers une fibre optique 110 de sortie la partie du faisceau incident 7 qui correspond à la longueur d'onde associée au canal correspondant, et
qui a été réfléchie par le filtre 4 correspondant. The demultiplexer 2 in FIG. 6 comprises four output collimators 11 respectively associated with the four filters 4, which serve to direct the portion of the incident beam 7 which corresponds to the wavelength associated with the corresponding channel to an output optical fiber 110, and
which has been reflected by the corresponding filter 4.
De façon similaire, le démultiplexeur 1 figure 3 comporte huit collimateurs 11 de sortie ; chaque démultiplexeur 1,2 peut comporter un collimateur d'entrée intégré pour limiter l'ouverture du faisceau incident 7 en provenance de la fibre. Les filtres 3 et 4 ont une structure de plaque telle que celle respectivement illustrée figures 1 et 2. Similarly, the demultiplexer 1 in FIG. 3 comprises eight output collimators 11; each demultiplexer 1,2 may include an integrated input collimator to limit the opening of the incident beam 7 coming from the fiber. Filters 3 and 4 have a plate structure such as that respectively illustrated in FIGS. 1 and 2.
Chaque collimateur 11 de sortie peut être constitué par l'extrémité dopée de la fibre 110 de sortie correspondante ; l'extrémité de la fibre d'entrée 6 peut également être dopée pour former un collimateur 5. Each output collimator 11 can be constituted by the doped end of the corresponding output fiber 110; the end of the input fiber 6 can also be doped to form a collimator 5.
Chaque démultiplexeur 1,2 comporte un guide d'onde d'entrée 100 qui est formé dans une couche déposée sur un substrat, et qui est prolongé par d'autres guides 101 ; cette couche est munie de rainures sensiblement transversales à l'axe longitudinal des guides 100,101, chaque rainure recevant un filtre disposé transversalement aux portions de guide d'onde 100,101 ; ainsi la composante spectrale du faisceau 7 se propageant dans les guides 100,101, qui correspond à la longueur d'onde sur laquelle est centré le filtre, traverse celui-ci dans le cas de la figure 3 ou au contraire est réfléchie par le filtre dans le cas de la figure 6. Each demultiplexer 1,2 comprises an input waveguide 100 which is formed in a layer deposited on a substrate, and which is extended by other guides 101; this layer is provided with grooves substantially transverse to the longitudinal axis of the guides 100, 101, each groove receiving a filter disposed transversely to the wave guide portions 100, 101; thus the spectral component of the beam 7 propagating in the guides 100, 101, which corresponds to the wavelength on which the filter is centered, passes through it in the case of FIG. 3 or on the contrary is reflected by the filter in the case of figure 6.
Cette composante filtrée est transmise par un guide d'onde 102 de sortie à la fibre 110 de sortie ; dans le cas de la figure 6, l'extrémité du guide 102 est dopée pour former le collimateur 11 de sortie. This filtered component is transmitted by an output waveguide 102 to the output fiber 110; in the case of FIG. 6, the end of the guide 102 is doped to form the output collimator 11.
Le filtre 3 figure 1 s'étend selon une symétrie par rapport à son plan 12 médian : il comporte, de part et d'autre de ce plan, un substrat 13 recouvert d'une couche mince 14 dans l'épaisseur de laquelle ont été The filter 3 in FIG. 1 extends in a symmetry with respect to its median plane 12: it comprises, on either side of this plane, a substrate 13 covered with a thin layer 14 in the thickness of which have been
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formés, par implantation ionique, des motifs dopés 15,16 formant un réseau résonnant. formed, by ion implantation, doped patterns 15,16 forming a resonant network.
Ce réseau comporte d'une part une pluralité de premiers motifs
15, de forme cylindrique selon des axes parallèles à la normale 8 à la face externe supérieure 9 et à la face externe inférieure 17 du composant 3, et de section transversale (ou contour) circulaire ; le réseau comporte d'autre part une pluralité de deuxième motifs 16 de forme également cylindrique et parallèle à la normale 8 au plan 12. This network comprises on the one hand a plurality of first patterns
15, of cylindrical shape along axes parallel to normal 8 to the upper external face 9 and to the lower external face 17 of the component 3, and of circular cross section (or contour); the network also comprises a plurality of second patterns 16 of also cylindrical shape and parallel to the normal 8 to the plane 12.
Les motifs 15 sont de forme et de dimension identiques et sont régulièrement espacés selon deux directions orthogonales perpendiculaires à la normale 8 pour former un premier maillage carré. The patterns 15 are of identical shape and size and are regularly spaced in two orthogonal directions perpendicular to the normal 8 to form a first square mesh.
Les motifs 16 sont également de forme et de dimension identiques et sont espacés selon lesdites directions orthogonales perpendiculaires à la normale 8 pour former un deuxième maillage carré, qui est imbriqué avec le premier maillage carré. The patterns 16 are also of identical shape and size and are spaced along said orthogonal directions perpendicular to the normal 8 to form a second square mesh, which is nested with the first square mesh.
Les motifs 15,16 forment ainsi un réseau bipériodique à deux dimensions qui s'étend à l'intérieur de la couche 14. The patterns 15, 16 thus form a two-dimensional two-dimensional network which extends inside the layer 14.
A cet effet, les pas longitudinaux 21 et transversaux 18 des deux maillages sont identiques, mais le diamètre 19,20 et/ou la hauteur respective des motifs 15,16 est (sont) différent (s). For this purpose, the longitudinal 21 and transverse steps 18 of the two meshes are identical, but the diameter 19.20 and / or the respective height of the patterns 15.16 is (are) different.
Le composant 3 comporte ainsi deux réseaux identiques respectivement prévus sur sa face supérieure 9 externe et sur sa face inférieure 17 externe, de façon à former un filtre passe-bande en transmission ; la fréquence (la longueur d'onde) centrale de ce filtre se calcule par les méthodes habituelles en la matière, en fonction des caractéristiques optiques et géométriques des motifs 15,16 et de la couche 14 dans laquelle ces motifs sont formés ; cette couche constitue un guide d'ondes doté de ses propres fréquences (temporelle et spatiale) de résonance. Component 3 thus comprises two identical networks respectively provided on its upper external face 9 and on its external lower face 17, so as to form a bandpass filter in transmission; the central frequency (wavelength) of this filter is calculated by the usual methods in the matter, according to the optical and geometric characteristics of the patterns 15, 16 and of the layer 14 in which these patterns are formed; this layer constitutes a waveguide endowed with its own frequencies (temporal and spatial) of resonance.
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Selon la variante de réalisation illustrée figure 2, le filtre 4 passebande en réflexion peut être constitué par plusieurs structures résonantes empilées selon l'axe 8 (d'incidence normale) qui est perpendiculaire aux faces des couches : ce filtre comporte un substrat 13 recouvert d'une couche mince 14 dans l'épaisseur de laquelle est implanté un premier réseau résonant ; une couche 22 formant un substrat (ou écarteur spacer ) recouvre la couche 14 et est ellemême revêtue d'une couche mince 23 comportant un deuxième réseau résonant ; une couche 24 similaire à la couche 22 recouvre la couche 23 et est revêtue d'une couche mince 25 comportant un troisième réseau résonant.
According to the alternative embodiment illustrated in FIG. 2, the passband filter 4 in reflection can consist of several resonant structures stacked along the axis 8 (of normal incidence) which is perpendicular to the faces of the layers: this filter comprises a substrate 13 covered with 'a thin layer 14 in the thickness of which is implanted a first resonant network; a layer 22 forming a substrate (or spacer spacer) covers the layer 14 and is itself coated with a thin layer 23 comprising a second resonant network; a layer 24 similar to layer 22 covers layer 23 and is coated with a thin layer 25 comprising a third resonant network.
Par référence à la figure 5, les faces latérales (ou flancs) 36, 37 du motif 38 d'un réseau formé sous la surface 9 de la couche mince 40, sont inclinées, par rapport à une normale 8a à la surface 9, d'un angle 41. With reference to FIG. 5, the lateral faces (or flanks) 36, 37 of the pattern 38 of a network formed under the surface 9 of the thin layer 40, are inclined, with respect to a normal 8a at the surface 9, d 'an angle 41.
Dans le cas d'un démultiplexeur 2 utilisant des filtres 4 réfléchissants (figure 6), les filtres peuvent être alignés selon l'axe 50, leurs plans 12a respectifs étant disposés parallèlement les uns aux autres et régulièrement espacés d'un pas 51. In the case of a demultiplexer 2 using reflecting filters 4 (FIG. 6), the filters can be aligned along the axis 50, their respective planes 12a being arranged parallel to each other and regularly spaced apart by a pitch 51.
Dans le démultiplexeur 1 illustré figure 3, les filtres transmetteurs 3 s'étendent dans deux plans 12b, 12c parallèles et sont régulièrement espacés d'un pas 52. In the demultiplexer 1 illustrated in FIG. 3, the transmitter filters 3 extend in two planes 12b, 12c parallel and are regularly spaced apart by a step 52.
Par référence à la figure 4, le réseau 60 comporte une pluralité de mailles carrées 61 de largeur 62 qui sont disposées côte à côte et s'étendent selon deux directions orthogonales contenues dans le plan de la figure. With reference to FIG. 4, the network 60 comprises a plurality of square meshes 61 of width 62 which are arranged side by side and extend in two orthogonal directions contained in the plane of the figure.
Dans chaque maille sont prévus quatre motifs dopés délimités par des contours de section carrée : - deux premiers motifs 631, 632 dont la section carrée a un côté de largeur 64, In each mesh are provided four doped patterns delimited by contours of square section: - two first patterns 631, 632 whose square section has a side of width 64,
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- un second motif 65 dont la section carrée a un côté de largeur 66, - un troisième motif 67 dont la section carrée a un côté de largeur 68, les valeurs desdites largeurs étant différentes tout en étant voisines. - A second pattern 65 whose square section has a side of width 66, - a third pattern 67 whose square section has a side of width 68, the values of said widths being different while being close.
Les motifs 63, sont régulièrement espacés d'un pas dont la valeur
est égale à la largeur 62 de la maille ; les motifs 632 sont également espacés entre eux du même pas, ainsi que les motifs 65 entre eux d'une part et de même que les motifs 67 entre eux d'autre part. The patterns 63 are regularly spaced apart by a step whose value
is equal to the width 62 of the mesh; the patterns 632 are also spaced apart by the same pitch, as well as the patterns 65 between them on the one hand and just as the patterns 67 between them on the other hand.
Les quatre motifs dopés de chaque maille sont disposés de façon à ce que leurs centres respectifs soient disposés au sommet d'un carré
dont le côté 70 correspond à la moitié du côté 62 de la maille 61.The four doped patterns of each mesh are arranged so that their respective centers are arranged at the top of a square
whose side 70 corresponds to half of the side 62 of the mesh 61.
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