FR2822241A1 - Structure guidante permettant de transformer un mode de propagation de profil de type gaussien en un mode de propagation de profil de type elargi - Google Patents
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Abstract
L'invention propose une structure guidante permettant de transformer une onde lumineuse présentant au moins une longueur d'onde centrale lambda1 de mode de propagation de profil de type Gaussien, issue de moyens d'introduction, en un mode de propagation de profil de type élargi, cette structure comprenant :- une première partie (1) guidante, et - une deuxième partie (2), comprenant au moins un microguide (3) dont une extrémité (5) présente une forme en Y, la première et la deuxième partie ainsi que les moyens d'introduction sont combinés entre eux de façon à ce que lorsque l'onde lumineuse est introduite dans la première partie ou la deuxième partie, elle est transformée dans l'autre des parties en un profil élargi pour la longueur d'onde centrale lambda1 .L'invention s'applique à la réalisation de nombreux composants optiques et notamment à des multiplexeurs et des démultiplexeurs.
Description
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STRUCTURE GUIDANTE PERMETTANT DE TRANSFORMER UN MODE DE
PROPAGATION DE PROFIL DE TYPE GAUSSIEN EN UN MODE DE
PROPAGATION DE PROFIL DE TYPE ELARGI ET APPLICATION A
LA REALISATION D'UN MULTIPLEXEUR/DEMULTIPLEXEUR DE
LONGUEURS D'ONDE
DESCRIPTION Domaine technique
La présente invention concerne une structure guidante permettant de transformer un mode de propagation de profil de type gaussien en un mode de propagation de profil de type élargi.
PROPAGATION DE PROFIL DE TYPE GAUSSIEN EN UN MODE DE
PROPAGATION DE PROFIL DE TYPE ELARGI ET APPLICATION A
LA REALISATION D'UN MULTIPLEXEUR/DEMULTIPLEXEUR DE
LONGUEURS D'ONDE
DESCRIPTION Domaine technique
La présente invention concerne une structure guidante permettant de transformer un mode de propagation de profil de type gaussien en un mode de propagation de profil de type élargi.
Cette invention peut-être utilisée avec de nombreux composants d'optique et en particulier d'optique intégrée et notamment avec des éclateurs (appelés en terminologie anglo-saxonne "pitch converters" ou "spacing converters"), des multiplexeurs\démultiplexeurs de longueurs d'onde.
Etat de la technique
Dans une structure guidante en optique intégrée, une onde lumineuse se propage soit dans un guide planaire, soit dans un guide optique confiné latéralement que l'on appellera microguide.
Dans une structure guidante en optique intégrée, une onde lumineuse se propage soit dans un guide planaire, soit dans un guide optique confiné latéralement que l'on appellera microguide.
Un guide planaire ou un microguide se compose d'une partie centrale appelée c#ur et de milieux environnants situés tout autour et qui peuvent être identiques entre eux ou différents.
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Pour permettre le confinement de la lumière dans la partie centrale, l'indice de réfraction du milieu composant cette partie doit être différente et généralement supérieure à ceux des milieux environnants.
Pour simplifier la description on assimilera le guide planaire et le microguide, à leurs parties centrales. Par ailleurs, on appellera tout ou partie des milieux environnants, substrat étant bien entendu que lorsque le microguide ou le guide planaire ne sont pas ou peu enterré, un des milieux environnants peut-être par exemple de l'air.
Suivant le type de technique utilisé, le substrat peut-être monocouche ou multicouches.
Un mode de propagation d'une onde correspond à une zone de l'espace ou d'une structure où l'énergie de l'onde lumineuse est confinée.
Lorsqu'une onde lumineuse présentant un mode de propagation de profil Po de type Gaussien est injecté dans un microguide présentant un mode de propagation de profil Pg Gaussien le couplage entre l'onde et le guide est d'autant meilleur que le maximum des deux profils Gaussien se superposent.
Ces profils Gaussien sont définis par rapport à un plan selon les axes xy, perpendiculaires à la direction de propagation z, l'axe x étant un axe parallèle au plan du substrat du guide.
Sur la figure la, on a représenté à titre d'exemple, un profil de propagation Po de type Gaussien d'une onde lumineuse incidente pour une longueur d'onde #i, appelé longueur d'onde centrale, et un profil de
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propagation Pg de type Gaussien d'un microguide, pour cette longueur d'onde #i. Ces profils illustrent la répartition d'intensité I en fonction de l'axe x (les mêmes types de profils et de raisonnement peuvent être réalisés selon l'axe y). L'intensité lumineuse issue de l'onde incidente et couplée dans le guide, dépend de l'intégrale de recouvrement entre ces deux profils ; cette intégrale de recouvrement correspond sur la figure la à la zone hachurée. On voit bien sur cette figure que le maximum de couplage est obtenu lorsque les deux profils se superposent, autrement dit lorsque les maxima d'intensité des profils Pg et Po sont obtenus pour x = xg = xo. Plus #x = xg - xo en valeur absolue est grand, moins le couplage est bon.
Sur la figure lb, on a représenté l'intensité lumineuse couplée dans le guide en fonction de #x. Le profil P1 obtenu est de type gaussien avec une largeur moyenne L1x (définie par exemple à 80% de la valeur Il) .
Le même raisonnement peut-être tenu selon l'axe y.
La variation #x et/ou #y peut-être due à de nombreux facteurs tels que par exemple des perturbations thermiques, des erreurs de positionnement en x et/ou y de l'onde incidente en entrée du guide etc....
De façon plus particulière, les variations de paramètres extérieurs comme la température, produisent notamment dans des dispositifs de démultiplexage, des variations de la longueur d'onde centrale #i d'une valeur ## qui se traduit également par
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une variation de #x proportionnel en général à ##. Cette variation peut être particulièrement pénalisante dans des dispositifs optiques.
Exposé de l'invention et brève description des figures
Pour pallier ce problème, l'invention propose une structure guidante originale permettant d'avoir une intégrale de recouvrement la plus stable possible malgré d'éventuelles variations de #x et/ou #y, de façon à ce que le couplage entre l'onde incidente et la structure guidante soit le moins sensible possible aux variations de #x et/ou , et donc aussi de ##.
Pour pallier ce problème, l'invention propose une structure guidante originale permettant d'avoir une intégrale de recouvrement la plus stable possible malgré d'éventuelles variations de #x et/ou #y, de façon à ce que le couplage entre l'onde incidente et la structure guidante soit le moins sensible possible aux variations de #x et/ou , et donc aussi de ##.
Un but de l'invention est donc d'avoir une structure guidante possédant au moins un mode guidé le plus insensible possible aux variations de #x et/ou #y et permettant d'obtenir une intégrale de recouvrement la plus grande possible pour avoir un coefficient de couplage maximum sur un plan de translation Pxy selon les axes x et/ou y.
Pour atteindre ce but, ledit mode guidé doit avoir un profil le plus large possible sur ce plan de translation.
La structure guidante de l'invention doit donc permettre de transformer un mode de propagation de profil de type gaussien en un mode de propagation de profil de type élargi pour avoir une intégrale de recouvrement la plus insensible possible aux éventuelles variations de #x et/ou dans le plan de translation et la plus importante possible notamment pour minimiser les pertes d'injection.
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La structure guidante de l'invention est particulièrement intéressante dans des dispositifs de multiplexage/démultiplexage en longueurs d'onde.
Pour atteindre ces buts, l'invention propose une structure guidante permettant de transformer une onde lumineuse présentant au moins une longueur d'onde centrale #i de mode de propagation de profil de type Gaussien, issue de moyens d'introduction, en un mode de propagation de profil de type élargi, cette structure comprenant : - une première partie guidante, et - une deuxième partie, comprenant au moins un microguide dont une extrémité présente une forme en Y au moins dans un plan parallèle à une direction z de propagation de l'onde, la première et la deuxième partie ainsi que les moyens d'introduction sont reliés optiquement entre eux de façon à ce que lorsque l'onde lumineuse soit introduite dans l'une des première ou deuxième parties, elle est transformée dans l'autre des parties en un profil élargi pour la longueur d'onde centrale Xx.
Selon une première variante de la structure guidante de l'invention, les moyens d'introductions de l'onde lumineuse sont disposés au moins à une des extrémités de la première partie, l'autre extrémité de Ladite première partie est reliée optiquement à l'extrémité en Y de la deuxième partie, ledit profil élargi étant alors obtenu dans le microguide de la deuxième partie.
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Selon une deuxième variante de la structure guidante de l'invention, qui est symétrique de la première variante, les moyens d'introductions de l'onde lumineuse sont disposés au moins à une des extrémités de la deuxième partie, l'autre extrémité correspondant à l'extrémité en Y, est reliée optiquement à une des extrémités de la première partie, ledit profil élargi étant alors obtenu dans la première partie.
Selon un premier mode de réalisation de la première partie applicable à la première variante, celle-ci est réalisée en espace libre.
Selon un deuxième mode de réalisation de la première partie, applicable à la première variante, celle-ci comprend un guide planaire.
Selon un troisième mode de réalisation de la première partie, applicable à la première et à la deuxième variante celle-ci comprend au moins une fibre optique ou un microguide optique dont une des extrémités est reliée soit directement soit via un élément optique intermédiaire et/ou via un espace libre, à l'extrémité en Y d'un microguide de la deuxième partie.
Par ailleurs, l'extrémité du microguide reliée optiquement à la deuxième partie peut également présenter une forme de Y pour augmenter encore l'insensibilité de l'intégrale de recouvrement aux éventuelles variations de #x et/ou #y.
La première partie guidante peut-être également réalisée par une combinaison de ces modes.
Selon un premier mode de réalisation de la deuxième partie, l'extrémité en forme de Y du
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microguide de la deuxième partie, comporte 2 parties guidantes distinctes se rejoignant en une seule partie guidante.
Selon un deuxième mode de réalisation de la deuxième partie, l'extrémité en forme de Y du microguide de la deuxième partie décrit un entonnoir (appelé "taper" en terminologie anglo-saxonne).
Contrairement au premier mode de réalisation, l'entonnoir décrivant la forme Y de ce deuxième mode est alors une partie guidante unique.
Les différentes formes de Y sont utilisables aussi bien avec la première que les deuxièmes variantes de l'invention.
La forme en Y est définie de façon avantageuse au moins dans un plan xz parallèle à la direction de propagation de l'onde lumineuse afin de minimiser la sensibilité aux éventuelles variations de #x et donc de ##. Mais, la forme en Y peut-être aussi définie dans le plan yz perpendiculaire au plan xz pour éventuellement diminuer la sensibilité aux variations de #y.
Lorsque la première partie comporte un microguide présentant une extrémité en forme de Y, cette dernière peut prendre les différentes formes décrites précédemment pour la deuxième partie.
Les moyens d'introduction de l'onde lumineuse comprennent au moins une source lumineuse reliée optiquement à l'une des parties.
L'onde lumineuse issue des moyens d'introduction et introduite dans l'une des premières ou deuxième parties, présente une seule longueur d'onde
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centrale #i ou plusieurs longueurs d'onde centrales
1 , X2, ..Xi , ...An .
1 , X2, ..Xi , ...An .
Lorsque l'invention s'applique à la réalisation d'un démultiplexeur, l'onde lumineuse introduite dans l'une des parties présente plusieurs
longueurs d'ondes centrales Ai, À2' ...Ai, ...van et l'autre partie comporte au moins n microguides Gi avec i compris entre 1 et n ; chaque microguide Gi est apte à guider une longueur d'onde centrale #i, la premièreet la deuxième parties sont reliées optiquement de façon à ce qu'une seule longueur d'onde centrale soit focalisée à l'entrée de chaque microguide G1.
longueurs d'ondes centrales Ai, À2' ...Ai, ...van et l'autre partie comporte au moins n microguides Gi avec i compris entre 1 et n ; chaque microguide Gi est apte à guider une longueur d'onde centrale #i, la premièreet la deuxième parties sont reliées optiquement de façon à ce qu'une seule longueur d'onde centrale soit focalisée à l'entrée de chaque microguide G1.
Lorsque l'invention s'applique à la réalisation d'un multiplexeur, l'onde lumineuse introduite dans l'une des parties est formée de plusieurs ondes lumineuses de longueurs d'ondes centrales différentes #i (issues par exemple de n soussources lumineuses) et l'autre partie comporte un microguide apte à guider l'ensemble des longueurs d'ondes centrales #i, la première et la deuxième parties sont reliées optiquement de façon à ce que les différentes longueurs d'ondes centrales ,;, soient focalisées à l'entrée du microguide de ladite autre partie.
Selon une variante de réalisation, la structure guidante comprend en outre des moyens de réflexion tels que par exemple un réseau de diffraction ou un réseau holographique apte à relier optiquement les premières et deuxièmes parties.
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Dans l'application à un démultiplexeur, ladite autre partie comportant au moins autant de microguides que de longueur d'onde à démultiplexer, les moyens de réflexion permettent de réfléchir l'onde lumineuse avec des'' angles sensiblement proportionnels aux longueurs d'onde que l'on veut introduire respectivement dans les microguides de ladite autre partie. Autrement dit, chaque longueur d'onde centrale est transmise avec un angle particulier permettant de répartir les différentes longueurs d'ondes centrales respectivement sur un microguide de l'autre partie.
Les moyens de réflexion permettent donc en outre de sélectionner des longueurs d'ondes en les envoyant sur des points différents de l'espace d'un plan focal.
Des moyens de réflexions peuvent également ' être utilisés en sortie de la structure guidante pour transmettre l'onde lumineuse de sortie vers un ou plusieurs moyens par un exemple un détecteur et/ou un composant .... On peut également utiliser en variante des coupleurs en sortie de la structure guidante.
La sortie de la structure guidante correspond à une extrémité de la deuxième partie dans le cas de la première variante et à une extrémité de la première partie dans le cas de la deuxième variante.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur des exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif. Elle se réfère par ailleurs à des dessins annexés sur lesquels :
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- les figures la et lb déjà décrites représentent d'une part le profil gaussien d'une onde lumineuse et le profil Gaussien d'un mode guidé et d'autre part l'intensité couplée, résultante de ces deux profils, - les figures 2a et 2b représentent d'une part le profil gaussien d'une onde lumineuse et le profil élargi d'un mode guidé selon l'invention et d'autre part l'intensité couplée, résultante de ces deux profils, - la figure 3 représente schématiquement en vue de dessus, un premier exemple de structure guidante selon l'invention, - la figure 4 représente schématiquement en vue de dessus, un deuxième exemple de structure guidante selon l'invention, - la figure 5 représente schématiquement en vue de dessus, un troisième exemple de structure guidante selon l'invention, - la figure 6 représente schématiquement en vue de dessus, une structure guidante selon l'invention, utilisant des moyens de réflexion, - la figure 7 représente schématiquement en vue de dessus, un exemple d'application de la structure guidante de l'invention à la réalisation d'un multiplexeur, - la figure 8 représente schématiquement en vue de dessus, un exemple d'application de la structure guidante de l'invention à la réalisation d'un démultiplexeur,
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- la figure 9 représente schématiquement en vue de dessus, un exemple de variante symétrique des structures guidantes précédentes.
Exposé détaillé de modes de réalisation
La figure 2a représente le profil Gaussien Po d'une onde lumineuse à la- longueur d'onde centrale #@ et le profil élargi Pe d'un mode guidé obtenue pour cette longueur d'onde #i par l'utilisation d'un Y dans une structure guidante selon l'invention. Ces profils représentent l'intensité I en fonction de x.
La figure 2a représente le profil Gaussien Po d'une onde lumineuse à la- longueur d'onde centrale #@ et le profil élargi Pe d'un mode guidé obtenue pour cette longueur d'onde #i par l'utilisation d'un Y dans une structure guidante selon l'invention. Ces profils représentent l'intensité I en fonction de x.
Comme sur la figure la, le profil Po de la figure 2a, présente une intensité maximum Io pour x = Xo. Par contre le profil Pe peut présenter un ou plusieurs maximum suivant le type de forme Y utilisé.
Dans le cas de l'utilisation d'un Y formant un guide unique, le maximum Ie sera obtenu pour une plage de x allant de Xe1 à Xe2 . Dans le cas de l' utilisation d'un Y formé par deux branches guidantes distinctes, le profil Pe présentera deux maxima, comme justement représentés sur la figure 2a pour les valeurs X=Xe1 et X=Xe2. Les valeurs Xe1 et Xe2 sont bien entendu liés aux dimensions de l'Y.
Sur cette figure, on constate que l'intégrale de recouvrement des profils Po et Pe (hachurée sur la figure) est relativement stable même en cas de variation de #x compte tenu de la largeur du profil Pe.
La figure 2b illustre l'intensité lumineuse résultante, après passage de l'onde de profil P,., dans
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le mode guidé de profil Pe en fonction de #x. On voit bien sur cette figure, que l'onde lumineuse de profil Gaussien Po a été transformée en un profil élargi P2 de largeur moyenne L2x (définie par exemple à 80% de la valeur I2), L2x étant très supérieure à L1x de la figure lb.
Le même raisonnement peut-être également tenu selon l'axe y.
La figure 3 illustre schématiquement en vue de dessus, un premier exemple de structure guidante selon l'invention, associée à une source lumineuse S apte à émettre une onde lumineuse présentant au moins un profil gaussien pour une longueur d'onde centrale #i.
Cette structure guidante comprend en regard de cette source S, une première partie 1, formée dans cet exemple par un espace libre qui est apte à permettre la propagation de l'onde lumineuse au moins pour la longueur d'onde centrale #i, selon un profil de propagation de type Gaussien. Cette structure comporte en outre, une deuxième partie 2, comprenant au moins un microguide 3 avantageusement monomode, dont une extrémité 5 présente une forme en Y en regard de la première partie ; ce microguide est apte à recevoir l'onde de profil gaussien à la longueur d'onde centrale #i provenant de la première partie et de la transformer en une onde de profil de propagation élargi (voir figure 2b) de longueur d'onde centrale #i.
L'autre extrémité 7 du microguide 3, qui correspond à la sortie de la structure guidante, est reliée optiquement par tout moyen de liaison connu à un
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autre composant et/ ou à des moyens de traitement tels que par exemple un détecteur.
A titre d'exemple de ces moyens de liaison, on peut citer : une fibre optique 9 reliée à la sortie 7 du microguide 3 par une férule 11 appropriée, ou un espace libre avec éventuellement des moyens de réflexions ou encore de la colle apte à maintenir un composant pouvant comporter par exemple un coupleur.
Dans cet exemple de réalisation, l'extrémité 5 en forme de Y du microguide se compose de 2 parties guidantes distinctes 5a et 5b, dont les axes optiques sont séparées d'une distance maximum d, se rejoignant en une seule partie guidante.
A titre d'exemple, pour une structure guidante réalisée par la technique d'échange d'ions dans le verre, le microguide 3 présente un diamètre de mode de 10,2 m, une valeur d pouvant aller de 2 à 20 m, une extrémité Y de longueur L suivant l'axe z allant de 100 à 5000um et un angle a allant de 0,01 à 1 , cet angle a correspondant à l'inclinaison des branches de l'Y par rapport à l'axe z.
Sur la figure 4, on a représenté schématiquement en vue de dessus un deuxième exemple de structure guidante selon l'invention.
Dans cet exemple, la première partie de la structure est un guide planaire 15 disposée entre la source S et la deuxième partie de la structure. Ce guide planaire est apte à permettre la propagation de l'onde lumineuse selon un plan xz parallèle à celle de la figure et contenant la direction de propagation de l'onde. Cette première partie est rapportée contre la
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deuxième partie par exemple par collage ou réalisé à partir du même substrat que la deuxième partie.
Par ailleurs, dans cette variante, l'extrémité 5c en forme de Y du microguide qui est avantageusement monomode 3 décrit un entonnoir dans le même plan xz parallèle. Cet entonnoir appelé "taper" en terminologie anglo-saxonne forme une partie guidante unique en regard de la première partie.
Enfin, à titre d'exemple, on a représenté sur cette figure la source S reliée optiquement directement à la première partie de la structure par exemple par collage (elle pourrait être reliée également indirectement par exemple par une férule).
La figure 5 représente schématiquement en vue de dessus un troisième exemple de structure guidante de l'invention. Dans cet exemple, la première partie de la structure est une fibre optique 17 (au lieu d'une fibre, on aurait pu également utiliser un microguide optique réalisé dans un substrat intercalé entre la source et la partie 2). Cette fibre permet de relier optiquement la source à la seconde partie de la structure guidante ; cet exemple, la fibre est mécaniquement reliée respectivement à la source par une férule 21 et à la deuxième partie de la structure guidante par une autre férule 23.
Cette fibre est apte à permettre la propagation de l'onde lumineuse selon un profil de type Gaussien.
Par ailleurs, dans cette variante, l'extrémité 5d en forme de Y du microguide 3 avantageusement monomode décrit un entonnoir (au moins
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dans le plan xz parallèle à celui de la figure et contenant la direction de propagation) plus arrondi que celui de l'extrémité 5c de la figure 4.
Il existe bien entendu de nombreuses variantes de réalisation des premières et deuxièmes parties de la structure de l'invention. Par ailleurs, la structure de l'invention peut-être aussi réalisée par une combinaison de ces variantes.
Pour simplifier le reste de la description, on prendra à titre d'exemple, comme extrémité en forme de Y celle représentée sur la figure 4. Par ailleurs, pour introduire l'onde lumineuse dans la première partie ou la deuxième partie, la structure de l'invention comporte comme on l'a vu des moyens d'introduction de l'onde. Dans l'ensemble des exemples représentés, ces moyens sont formés par une source lumineuse S reliée optiquement à la première partie ou la deuxième partie via éventuellement un espace libre.
Sur la figure 6, on a représenté schématiquement en vue de dessus une structure guidante utilisant des moyens de réflexions. Dans cette structure, la première partie 1 et la deuxième partie 2 sont réalisées à partir d'un même substrat 35. La première partie comprend un microguide 33 dont une extrémité est en regard d'une source lumineuse et l'autre extrémité est situé en regard des moyens de réflexion 31. La deuxième partie comprend au moins un microguide 3 dont l'extrémité en forme de Y est en regard des moyens de réflexions tandis que l'autre extrémité forme la sortie de la structure guidante. Les moyens de réflexion 31 sont aptes à réfléchir l'onde
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lumineuse issue du microguide 33 de la première partie 1, avec un angle proportionnel à la longueur d'onde que l'on veut introduire dans le microguide 3 ou les microguides 3 (s'il y en a plusieurs) de la deuxième partie.
Ces moyens de réflexion sont réalisés par exemple par un réseau de diffraction ou un réseau holographique. L'utilisation, de moyens de réflexion permettent d'avoir notamment une structure guidante plus compacte, puisque la source n'est plus forcément disposée en regard de la première ou de la deuxième partie de la structure guidante (contrairement aux figures précédentes). Dans cet exemple, la source est disposée par rapport à la structure guidante, du même côté que la sortie de la dite structure.
Sur cette figure, à titre d'exemple, on a représenté une onde lumineuse issue de la source, à deux longueurs d'ondes centrales #1 et #2, les moyens de réflexion permettent de réfléchir l'onde lumineuse issue du microguide 33 avec un angle particulier pour chacune des longueurs d'onde permettant de répartir ainsi la longueur d'onde centrale #1 sur un microguide G1 de la deuxième partie et la longueur d'onde centrale #2 sur un microguide G2 de la deuxième partie, distinct de G1.
Les moyens de réflexion permettent donc en outre, de sélectionner des longueurs d'ondes en les envoyant sur des points différents de l'espace d'un plan focal situé en entrées de la deuxième partie. Ces moyens de réflexions permettent ainsi de réalisé un démultiplexeur de longueurs d'ondes.
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Des moyens de réflexions peuvent bien entendu également être utilisés en sortie de la deuxième partie pour transmettre l'onde lumineuse de sortie vers d'autres moyens par un exemple un détecteur et/ ou un autre composant.
La figure 7 représente schématiquement toujours en vue de dessus, un exemple d'application de la structure de l'invention à la réalisation d'un multiplexeur.
Dans cet exemple, la source lumineuse équivaut à un ensemble de sources lumineuses Si, S2, ...Si.... Sn émettant respectivement les longueurs d'onde centrales Xi, #2, ...#i, ...#n qui sont focalisées via la première partie formée ici par un espace libre, à l'entrée d'une extrémité 5 d'un microguide 3 de la deuxième partie. Ce microguide 3 est tel que les profils de propagation de type Gaussien et de longueurs d'ondes centrales #i entrant dans l'extrémité en Y du microguide 3 ressortent de celui-ci suivant une seule onde présentant des profils plus élargis pour ces longueurs d'ondes.
La figure 8 représente schématiquement toujours en vue de dessus, un autre exemple d'application de la structure de l'invention à la réalisation d'un démultiplexeur.
Dans cet exemple, la source lumineuse S émet via la première partie, formée ici par un espace libre, une onde présentant les longueurs d'onde
centrales À1, X2, ...,i,.....,n en direction des extrémités 5 de n microguides 3 de la deuxième partie référencés G1,.. Gi, ...Gn. Ces microguides sont disposées dans la
centrales À1, X2, ...,i,.....,n en direction des extrémités 5 de n microguides 3 de la deuxième partie référencés G1,.. Gi, ...Gn. Ces microguides sont disposées dans la
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deuxième partie de la structure de façon à ce qu'une seule longueur d'onde centrale #1 soit focalisée à l'entrée d'un seul microguide Gi. Ainsi chaque longueur d'onde #i entrant dans un microguide G1 suivant un profil de propagation de type Gaussien est transformé dans la deuxième partie suivant un profil de propagation plus élargi.
Dans tous les exemples précédents, l'onde lumineuse entre dans la première partie et ressort de la structure guidante par la deuxième partie.
Cependant, des réalisations symétriques peuvent être obtenues en introduisant l'onde lumineuse dans la deuxième partie et en la récupérant à la sortie de la première partie. la figure 9 représente schématiquement en vue de dessus, un exemple de variante symétrique des structures guidantes précédentes.
Dans cette variante la source S' émet une onde lumineuse dans un micoguide 3 de la deuxième partie, à partir d'une extrémité opposée à celle en forme de Y. L'extrémité en forme de Y est reliée optiquement à un microguide 50 de la première partie soit directement (c'est-à-dire la première et la deuxième partie sont en contact) soit via un élément intermédiaire qui peut-être comme représenté sur cette figure un espace libre.
Ce type de variante symétrique permet de la même façon d'obtenir à partir d'une onde de profil Gaussien, une onde de profil plus large.
On peut également envisager des structures aptes à fonctionner dans les deux sens. On a représenté
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ainsi en pointillés, une autre source S disposée à l'autre extrémité de la structure guidante. Pour permettre de récupérer l'onde lumineuse à l'une ou à l'autre des extrémités de la structure de guidage malgré la présence des sources S et S', on utilise par exemple des coupleurs disposés entre les sources et la structure de guidage permettant de prélever une partie de l'onde lumineuse pour la transmettre par exemple à des détecteurs D, D'.
La réalisation de la structure guidante-de l'invention peut-être obtenue par toutes les techniques aptes à fabriquer des composants d'optique intégrés et notamment par les techniques de réalisation de l'optique intégrée par échange ionique dans le verre, ou par dépôt par hydrolyse obtenue via une flamme FHD (appelé en terminologie anglo-saxonne "Flame Hydrolyse Déposition") ou par dépôt chimique en phase vapeur PECVD (appelé en terminologie anglo-saxonne "Plasma Enhanced Chemical Vapor Déposition") sur silice, sur silicium, ou encore sur des polymères.
Par ailleurs, on a représenté sur l'ensemble de ces figures des formes Y réalisées dans le plan xz, mais comme on l'a vu précédemment la forme en Y peut être également réalisée selon le plan yz ou encore selon les plans xz et yz de façon à former un Y à trois dimensions.
Claims (16)
1. Structure guidante apte à transformer une onde lumineuse présentant au moins une longueur d'onde centrale #i de mode de propagation de profil de type Gaussien, issue de moyens d'introductions (S, S'), en un mode de propagation de profil de type élargi, cette structure comprenant :- - une première partie (1) guidante et, - une deuxième partie (2), comprenant au moins un microguide dont une extrémité (5) présente une forme en Y, la première et la deuxième partie ainsi que les moyens d'introduction sont reliés optiquement entre eux de façon à ce que lorsque l'onde lumineuse est introduite dans l'une des première ou deuxième parties, elle est transformée dans l'autre des parties en un profil élargi pour la longueur d'onde çentrale #@.
2. Structure guidante selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'introductions (S) de l'onde lumineuse sont disposés au moins à une des extrémités de la première partie, l'autre extrémité de ladite première partie est reliée optiquement à l'extrémité en Y de la deuxième partie, ledit profil élargi étant alors obtenu dans la deuxième partie.
3. Structure guidante selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'introductions (S') de l'onde lumineuse sont disposés au moins à une des extrémités de la deuxième partie,
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l'autre extrémité correspondant à l'extrémité en Y, est reliée optiquement à une des extrémités de la première partie, ledit profil élargi étant alors obtenu dans la première partie.
4. Structure guidante selon la revendication 2, caractérisée en ce que la première partie est réalisée par un espace libre.
5. Structure guidante selon -la revendication 2, caractérisée en ce que la première partie comprend un guide planaire.
6. Structure guidante selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la première partie comprend au moins une fibre optique dont une des extrémités est reliée optiquement à l'extrémité en Y d'un microguide la deuxième partie.
7. Structure guidante selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la première partie comprend au moins un microguide optique dont une des extrémités est reliée optiquement à l'extrémité en Y d'un microguide la deuxième partie.
8. Structure guidante selon la revendication 7, caractérisée en ce l'extrémité du microguide reliée optiquement à la deuxième partie présente une forme de Y.
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9. Structure guidante selon les revendications 1 ou 8, caractérisée en ce que l'extrémité en forme de Y comporte 2 parties guidantes distinctes se rejoignant en une seule partie guidante.
10. Structure guidante selon les revendications 1 ou 8, caractérisée en ce l'extrémité en forme de Y décrit un entonnoir.
11. Structure guidante selon -la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'introduction de l'onde lumineuse comprennent au moins une source lumineuse reliée optiquement à l'une des parties.
12. Structure guidante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première partie et la deuxième partie sont reliées optiquement entre elles par l'intermédiaire de moyens de réflexions.
13. Structure guidante selon la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens de réflexions sont choisis parmi un réseau de diffraction ou un réseau holographique.
14. Structure guidante selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 appliquée à la réalisation d'un démultiplexeur, caractérisée en ce que les moyens d'introduction émettent une onde lumineuse dans l'une des parties à plusieurs longueurs d'ondes
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centrales #1, #2, ...#i, ...#n et l'autre partie comporte au moins n microguides Gi avec i compris entre 1 et n ; chaque microguide Gi étant apte à guider une longueur d'onde centrale #i, la première et la deuxième partie sont reliées optiquement de façon à ce qu'une seule longueur d'onde centrale #i soit focalisée à l'entrée de chaque microguide Gi.
15. Structure guidante selon la revendication 14 caractérisé en ce pour focaliser une seule longueur d'onde centrale #i à l'entrée d'un seul microguide Gi, la première et la deuxième parties sont reliées entre elles par l'intermédiaire de moyens de réflexions aptes à réfléchir chaque longueur d'onde centrale #i avec un angle particulier.
16. Structure guidante selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 appliquée à la réalisation d'un multiplexeur, caractérisée en ce que les moyens d'introduction émettent une onde lumineuse dans l'une des parties, formées de plusieurs ondes lumineuses de longueurs d'ondes centrales différentes #i, en ce que l'autre partie comporte un microguide apte à guider l'ensemble des longueurs d'ondes centrales #i, la première et la deuxième parties sont reliées optiquement de façon à ce que les différentes longueurs d'ondes centrales #i soient focalisées à l'entrée du microguide de ladite autre partie.
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