FR2831282A1 - Optical wave transmission integrated optical structure having integrated principle part/distant secondary part with internal surface waves circulating and auxiliary phase modulated part control unit activated. - Google Patents

Optical wave transmission integrated optical structure having integrated principle part/distant secondary part with internal surface waves circulating and auxiliary phase modulated part control unit activated. Download PDF

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Gregory Pandraud
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Opsitech Optical System on a Chip SAS
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Abstract

The integrated optical structure has a principal part integrated with the optical transmission and a secondary part at a distance. The secondary part (5) has an internal surface (3) at a distance circulating the optical waves in a guide. There is an auxiliary secondary part (16) near the surface which is phase modulated, with a control unit (9,10,15).

Description

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DISPOSITIF OPTIQUE À STRUCTURE INTÉGRÉE
DE TRANSMISSION D'UNE ONDE OPTIQUE
La présente invention concerne le domaine des dispositifs optiques à structure optique intégrée de transmission d'une onde optique.
OPTICAL DEVICE WITH INTEGRATED STRUCTURE
FOR TRANSMITTING AN OPTICAL WAVE
The present invention relates to the field of optical devices with integrated optical structure for transmitting an optical wave.

Le document WO 00 044 16 décrit un dispositif semiconducteur optique qui comprend, dans une couche, une région présentant une nervure de façon à constituer un guide optique ainsi que des organes résistifs de chauffage permettant de chauffer ladite région afin de faire varier les caractéristiques optiques de ce guide d'ondes.  Document WO 00 044 16 describes an optical semiconductor device which comprises, in a layer, a region having a rib so as to constitute an optical guide as well as resistive heating members making it possible to heat said region in order to vary the optical characteristics of this waveguide.

Le document WO 00/58 776 décrit un dispositif semiconducteur optique qui comprend une région présentant une nervure de façon à constituer un guide d'ondes optiques et, de part et d'autre de cette région des parties permettant de faire varier le nombre de porteurs de charge électrique dans cette région de façon à faire varier les caractéristiques optiques du guide d'ondes.  Document WO 00/58 776 describes an optical semiconductor device which comprises a region having a rib so as to constitute an optical waveguide and, on either side of this region, parts making it possible to vary the number of carriers electric charge in this region so as to vary the optical characteristics of the waveguide.

Le but de la présente invention est de proposer un dispositif optique à structure optique intégrée permettant d'agir sur une onde optique transmise de façon beaucoup plus avantageuse.  The aim of the present invention is to propose an optical device with integrated optical structure making it possible to act on an optical wave transmitted in a much more advantageous manner.

Le dispositif optique à structure optique intégrée de transmission d'une onde optique selon l'invention comprend au moins une partie principale dans laquelle est intégré au moins un coeur de transmission optique de façon à constituer au moins un guide optique et au moins une partie secondaire présentant une surface interne longeant à distance au moins une partie de la surface périphérique dudit coeur de transmission.  The optical device with integrated optical structure for transmitting an optical wave according to the invention comprises at least one main part in which is integrated at least one optical transmission core so as to constitute at least one optical guide and at least one secondary part having an internal surface spanning at least part of the peripheral surface of said transmission core.

Selon l'invention, ladite surface interne de ladite partie secondaire est placée à une distance de la surface périphérique dudit coeur de transmission telle que l'onde optique circulant dans ledit  According to the invention, said internal surface of said secondary part is placed at a distance from the peripheral surface of said transmission core such that the optical wave circulating in said

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guide optique atteint ladite surface interne de ladite partie secondaire ; ladite partie secondaire présente au moins une partie auxiliaire adjacente ou voisine de ladite surface et dont au moins une propriété optique est modulable ; et, en outre, des moyens commandables sont adaptés pour agir sur ladite partie auxiliaire de façon à moduler sa propriété optique précitée afin de modifier au moins une caractéristique de l'onde optique transmise, en particulier sa phase, lors de son passage devant ladite partie auxiliaire.  optical guide reaches said internal surface of said abutment; said secondary part has at least one auxiliary part adjacent to or adjacent to said surface and of which at least one optical property is modular; and, moreover, controllable means are adapted to act on said auxiliary part so as to modulate its aforementioned optical property in order to modify at least one characteristic of the transmitted optical wave, in particular its phase, during its passage in front of said part auxiliary.

Selon une variante de l'invention, ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire constitue au moins une partie d'une couche de ladite structure.  According to a variant of the invention, said auxiliary part of said secondary part constitutes at least part of a layer of said structure.

Selon une autre variante de l'invention, ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire constitue au moins une paroi s'étendant latéralement audit coeur de transmission.  According to another variant of the invention, said auxiliary part of said secondary part constitutes at least one wall extending laterally to said transmission core.

Selon une variante de l'invention, ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire est en une matière dont la propriété optique précitée est modulable par des moyens commandables électriques, lumineux ou thermiques.  According to a variant of the invention, said auxiliary part of said secondary part is made of a material, the aforementioned optical property of which can be modulated by electric, light or thermal controllable means.

Selon une variante de l'invention, ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire est en une matière dans laquelle des porteurs de charges électriques peuvent être introduits on injectés sous l'effet de moyens commandables électriques, lumineux ou thermiques.  According to a variant of the invention, said auxiliary part of said secondary part is made of a material into which carriers of electrical charges can be introduced or injected under the effect of controllable electrical, light or thermal means.

Selon une autre variante de l'invention, ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire est en une matière dont les contraintes sont susceptibles de varier sous l'effet de moyens commandables électriques, lumineux ou thermiques.  According to another variant of the invention, said auxiliary part of said secondary part is made of a material the stresses of which are liable to vary under the effect of controllable electrical, light or thermal means.

La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs optiques à structure optique intégrée de transmission d'une onde optique, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel : - la figure 1 représente une coupe transversale d'un premier dispositif optique à structure intégrée selon la présente invention ; - la figure 2 représente une coupe longitudinale partielle du dispositif optique de la figure 1 ;  The present invention will be better understood from the study of optical devices with integrated optical structure for transmitting an optical wave, described by way of nonlimiting examples and illustrated by the drawing in which: - Figure 1 shows a cross section of a first optical device with integrated structure according to the present invention; - Figure 2 shows a partial longitudinal section of the optical device of Figure 1;

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- la figure 3 représente un diagramme de la phase de l'onde optique circulant dans le dispositif optique des figures 1 et 2, en deux endroits de ce dernier ; - la figure 4 représente une coupe transversale d'un second dispositif optique à structure optique intégrée selon la présente invention ; - la figure 5 représente une coupe longitudinale partielle du dispositif optique de la figure 4 ; - la figure 6 représente un diagramme de la phase de l'onde optique transmise par le dispositif optique des figures 4 et 5, en deux endroits longitudinaux de ce dernier ; - la figure 7 représente une coupe transversale d'un troisième dispositif optique à structure optique intégrée selon la présente invention ; - la figure 8 représente une coupe longitudinale partielle du dispositif optique de la figure 7 ; - la figure 9 représente une coupe transversale d'un quatrième dispositif optique à structure optique intégrée selon la présente invention ; - et la figure 10 représente une coupe transversale d'un quatrième dispositif optique à structure optique intégrée selon la présente invention.  - Figure 3 shows a diagram of the phase of the optical wave flowing in the optical device of Figures 1 and 2, in two places of the latter; - Figure 4 shows a cross section of a second optical device with integrated optical structure according to the present invention; - Figure 5 shows a partial longitudinal section of the optical device of Figure 4; - Figure 6 shows a diagram of the phase of the optical wave transmitted by the optical device of Figures 4 and 5, in two longitudinal locations thereof; - Figure 7 shows a cross section of a third optical device with integrated optical structure according to the present invention; - Figure 8 shows a partial longitudinal section of the optical device of Figure 7; - Figure 9 shows a cross section of a fourth optical device with integrated optical structure according to the present invention; - And Figure 10 shows a cross section of a fourth optical device with integrated optical structure according to the present invention.

En se reportant aux figures 1 et 2, on voit qu'on a représenté une structure optique intégrée 1 qui comprend une partie principale avant 2 et une partie secondaire arrière 3.  Referring to FIGS. 1 and 2, it can be seen that an integrated optical structure 1 has been shown which comprises a front main part 2 and a rear secondary part 3.

La partie secondaire 3 comprend une couche de base 4 en un matériau tel que du silicium.  The secondary part 3 comprises a base layer 4 made of a material such as silicon.

La partie principale 2, qui est formée sur la surface 5 de la couche 4 de la partie secondaire 3, comprend une couche 6, par exemple en silice non dopée, dans laquelle est intégré longitudinalement un coeur longitudinal 7a de transmission optique de section carrée ou rectangulaire, par exemple en silice dopée, de façon à constituer un micro-guide d'onde optique 7.  The main part 2, which is formed on the surface 5 of the layer 4 of the secondary part 3, comprises a layer 6, for example made of undoped silica, into which is longitudinally integrated a longitudinal core 7a of optical transmission of square section or rectangular, for example made of doped silica, so as to constitute an optical waveguide 7.

Comme on le voit sur la figure 2, une courbe 8 en forme de  As seen in Figure 2, a curve 8 in the form of

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cloche représente l'amplitude d'une onde optique transportée par le micro-guide optique 7, dont la partie d'amplitude maximum se situe dans la zone du coeur de transmission optique 7a.  bell represents the amplitude of an optical wave transported by the optical micro-guide 7, the part of maximum amplitude of which is located in the region of the optical transmission core 7a.

La distance e séparant la surface interne avant 5 de la couche 4 de la partie secondaire 3, sur laquelle est formée la partie principale 2 et la face arrière du coeur de transmission optique 7a est telle que l'onde optique circulant dans le micro-guide optique 7 telle que représentée par la courbe 8 atteint cette surface interne 5.  The distance e separating the front internal surface 5 of the layer 4 from the secondary part 3, on which the main part 2 and the rear face of the optical transmission core 7a is formed, is such that the optical wave circulating in the micro-guide optic 7 as represented by curve 8 reaches this internal surface 5.

De part et d'autre de la projection du coeur de transmission optique 7a sur la surface 5 de la partie secondaire 3 et en vis-à-vis, la couche de base 4 constituant cette partie présente une région longitudinale 9 dopée, par exemple à l'arsenic, de façon à constituer

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une région n+, et une région longitudinale 10, par exemple dopée au bore, de façon à constituer une région p+, ces régions 9 et 10 étant adjacentes à la surface interne 5 et présentant une distance d les séparant et une longueur 1. Dans la couche de base 4 est ainsi formé un dispositif bipolaire 4a du type diode. On either side of the projection of the optical transmission core 7a on the surface 5 of the secondary part 3 and opposite, the base layer 4 constituting this part has a doped longitudinal region 9, for example at arsenic, so as to constitute
Figure img00040001

an n + region, and a longitudinal region 10, for example doped with boron, so as to constitute a p + region, these regions 9 and 10 being adjacent to the internal surface 5 and having a distance d separating them and a length 1. In the base layer 4 is thus formed a bipolar device 4a of the diode type.

La couche 6 de la partie principale 2 présente, au-dessus des régions longitudinales 9 et 10, des puits ou évidements 11 et 12 dans lesquels est déposé un matériau conducteur de l'électricité de façon à constituer des métallisations de connexion électrique 13 et 14. Ces métallisations 13 et 14 sont reliées électriquement à un circuit 15 d'alimentation en énergie électrique et de contrôle.  The layer 6 of the main part 2 has, above the longitudinal regions 9 and 10, wells or recesses 11 and 12 in which is deposited an electrically conductive material so as to form metallizations of electrical connection 13 and 14 These metallizations 13 and 14 are electrically connected to a circuit 15 for power supply and control.

Les régions longitudinales 9 et 10 déterminent entre elles une partie auxiliaire 16 de la couche 4 de la partie secondaire 3, adjacente ou voisine de la surface interne 5, qui longe à distance le coeur longitudinal de transmission 7a.  The longitudinal regions 9 and 10 determine between them an auxiliary part 16 of the layer 4 of the secondary part 3, adjacent or adjacent to the internal surface 5, which runs at a distance along the longitudinal transmission core 7a.

En l'absence d'alimentation du système bipolaire 4a, la partie auxiliaire 16 comporte une densité de porteurs de charges électriques dont la valeur dépend sensiblement du dopage du matériau constituant la couche de base 4.  In the absence of supply of the bipolar system 4a, the auxiliary part 16 comprises a density of carriers of electrical charges, the value of which depends substantially on the doping of the material constituting the base layer 4.

Il en résulte que, lorsque les régions longitudinales 9 et 10 ne sont pas alimentées en énergie électrique, la propagation de l'onde optique transportée par le micro-guide optique 7 n'est sensiblement  As a result, when the longitudinal regions 9 and 10 are not supplied with electrical energy, the propagation of the optical wave transported by the optical micro-guide 7 is not substantially

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pas affectée par la présence du système bipolaire 4a lors de son passage devant la partie auxiliaire 16 de la partie secondaire 3.  not affected by the presence of the bipolar system 4a when it passes in front of the auxiliary part 16 of the secondary part 3.

En présence d'une alimentation du système bipolaire 4a, la densité de porteurs de charges électriques dans la partie auxiliaire 16 est modifiée.  In the presence of a supply of the bipolar system 4a, the density of electric charge carriers in the auxiliary part 16 is modified.

Il en résulte que, lorsque les régions longitudinales 9 et 10 sont alimentées en énergie électrique par le circuit 15, les propriétés optiques, en particulier l'indice de réfraction, de la partie auxiliaire 16 de la partie secondaire 3 sont modifiées. Cette modification ou variation est fonction de la quantité de porteurs de charges électriques qu'elle contient et donc de la valeur de l'énergie électrique délivrée au système bipolaire 4a par le circuit 15.  As a result, when the longitudinal regions 9 and 10 are supplied with electrical energy by the circuit 15, the optical properties, in particular the refractive index, of the auxiliary part 16 of the secondary part 3 are modified. This modification or variation is a function of the quantity of carriers of electrical charges which it contains and therefore of the value of the electrical energy delivered to the bipolar system 4a by the circuit 15.

La modification des propriétés optiques de la partie auxiliaire 16 de la partie secondaire 3, distante du coeur de transmission 7a, engendre une modification des caractéristiques de l'onde optique, en particulier de sa phase, lors de son passage devant cette partie auxiliaire 16.  The modification of the optical properties of the auxiliary part 16 of the secondary part 3, distant from the transmission core 7a, generates a modification of the characteristics of the optical wave, in particular of its phase, during its passage in front of this auxiliary part 16.

Plus particulièrement, comme on le voit sur le diagramme 17 de la figure 3, la phase d'une onde optique prise après son passage devant la région auxiliaire 16, en fonction de l'écart par rapport au plan médian du micro-guide optique 7 perpendiculaire à la surface interne 5 et dans le cas d'une polarisation d'une onde optique en mode TE, passe d'une courbe légèrement arquée 18 à une courbe légèrement arquée 19 décalée.  More particularly, as can be seen in diagram 17 of FIG. 3, the phase of an optical wave taken after it has passed in front of the auxiliary region 16, as a function of the deviation from the median plane of the optical micro-guide 7 perpendicular to the internal surface 5 and in the case of a polarization of an optical wave in TE mode, passes from a slightly arched curve 18 to a slightly arched curve 19 offset.

Dans un exemple de réalisation, le coeur de transmission optique 7a peut présenter une épaisseur d'environ 4,5 microns et une largeur d'environ 6,5 microns, la distance e séparant la partie auxiliaire 16 et le coeur de transmission 7a peut être égale à environ 12 microns, la largeur d de la partie auxiliaire 16 séparant les régions longitudinales dopées 9 et 10 peut être comprise entre 10 et 30 microns et la longueur 1 de ces régions peut être comprise entre 10 et 3000 microns.  In an exemplary embodiment, the optical transmission core 7a can have a thickness of approximately 4.5 microns and a width of approximately 6.5 microns, the distance e separating the auxiliary part 16 and the transmission core 7a can be equal to approximately 12 microns, the width d of the auxiliary part 16 separating the doped longitudinal regions 9 and 10 can be between 10 and 30 microns and the length 1 of these regions can be between 10 and 3000 microns.

En se reportant aux figures 4 et 5, on voit qu'on a représenté un dispositif optique à structure optique intégrée 20 qui comprend une  Referring to Figures 4 and 5, we see that there is shown an optical device with integrated optical structure 20 which comprises a

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couche de base arrière 21, par exemple en silicium, sur laquelle est formée une partie principale avant 22 qui comprend une couche 23, par exemple en silice non dopée, dans laquelle est formé un coeur longitudinal de transmission optique 24a de façon à constituer un micro-guide optique 24.  rear base layer 21, for example made of silicon, on which a front main part 22 is formed which comprises a layer 23, for example made of undoped silica, in which a longitudinal optical transmission core 24a is formed so as to constitute a microphone - optical guide 24.

La structure optique 20 comprend en outre une partie secondaire 25 qui comprend une bande longitudinale 26 située en avant du coeur de transmission optique 7a et intégrée dans la couche 23 de la partie principale 22.  The optical structure 20 also comprises a secondary part 25 which comprises a longitudinal strip 26 situated in front of the optical transmission core 7a and integrated in the layer 23 of the main part 22.

Cette bande longitudinale rectangulaire 26 s'étend parallèlement à l'interface 27 entre les couches 21 et 22 et présente une face interne arrière 28 qui longe la face avant du coeur longitudinal de transmission optique 24a, à une distance e telle que, comme dans l'exemple précédent, l'onde optique transportée par le micro-guide optique 24 atteint cette face interne 28. La bande longitudinale 26 est rectangulaire et présente une largeur d et une longueur 1.  This rectangular longitudinal strip 26 extends parallel to the interface 27 between the layers 21 and 22 and has a rear internal face 28 which runs along the front face of the longitudinal optical transmission core 24a, at a distance e such that, as in 'previous example, the optical wave transported by the optical micro-guide 24 reaches this internal face 28. The longitudinal strip 26 is rectangular and has a width d and a length 1.

La face frontale 29 de la couche 23 porte deux bandes longitudinales 30 et 31 qui s'étendent au-dessus et à distance des bords longitudinaux de la bande intégrée 26 et qui constituent des électrodes. Ces électrodes 30 et 31 sont reliées à un circuit d'alimentation en énergie électrique et de contrôle 32.  The front face 29 of the layer 23 carries two longitudinal strips 30 and 31 which extend above and at a distance from the longitudinal edges of the integrated strip 26 and which constitute electrodes. These electrodes 30 and 31 are connected to an electrical power supply and control circuit 32.

Lorsque les électrodes 30 et 31 sont alimentées en énergie électrique par le circuit 32, il s'établit un champ électrique auquel est soumise la bande longitudinale 26 qui constitue une partie auxiliaire.  When the electrodes 30 and 31 are supplied with electrical energy by the circuit 32, an electric field is established to which the longitudinal strip 26 which constitutes an auxiliary part is subjected.

Sous l'effet de ce champ électrique, les propriétés optiques, en particulier son indice de réfraction, de la bande longitudinale 26 changent. Il s'ensuit que lorsqu'une onde optique transportée par le micro-guide optique 24 passe devant la bande longitudinale 26, ses caractéristiques optiques, en particulier sa phase, sont modifiées en conséquence.  Under the effect of this electric field, the optical properties, in particular its refractive index, of the longitudinal strip 26 change. It follows that when an optical wave transported by the optical micro-guide 24 passes in front of the longitudinal strip 26, its optical characteristics, in particular its phase, are modified accordingly.

En se reportant à la figure 6, on peut voir que l'on a représenté un diagramme 33 de la phase d'une onde optique après son passage devant la bande longitudinale 26. Ce diagramme montre, en  Referring to FIG. 6, it can be seen that a diagram 33 has been shown of the phase of an optical wave after it has passed in front of the longitudinal strip 26. This diagram shows, in

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fonction de la distance par rapport au plan médian du guide optique 24 perpendiculaire à la face interne 28 de la bande longitudinale 26 et dans le cas d'une polarisation en mode TE, une courbe 34 de la phase de l'onde optique en l'absence de champ électrique dans la bande longitudinale 26 et une courbe 35 décalée de la phase de l'onde optique en présence d'un champ électrique dans la bande longitudinale 26.  function of the distance from the median plane of the optical guide 24 perpendicular to the internal face 28 of the longitudinal strip 26 and in the case of polarization in TE mode, a curve 34 of the phase of the optical wave in the absence of an electric field in the longitudinal strip 26 and a curve 35 offset from the phase of the optical wave in the presence of an electric field in the longitudinal strip 26.

A titre d'exemple, la bande longitudinale 26 peut être en une matière dont les propriétés optiques sont modulables par application d'un champ électrique ou magnétique, en particulier en tantalate de lithium, en niobate de lithium ou en quartz.  By way of example, the longitudinal strip 26 can be made of a material whose optical properties can be adjusted by applying an electric or magnetic field, in particular lithium tantalate, lithium niobate or quartz.

Dans un exemple de réalisation, le coeur de transmission 24a peut présenter une largeur et une épaisseur d'environ 4,5 microns, la bande longitudinale 26 peut présenter une épaisseur d'environ 0,7 microns, sa largeur d peut être comprise entre 2 et 25 microns et sa longueur l peut être comprise entre 10 et 3000 microns. La distance e entre le coeur de transmission 24a et la bande auxiliaire 26 peut être comprise entre 6 et 12 microns. La distance entre le coeur de transmission 24a et la couche de base 24 peut être comprise entre 6 et 12 microns et la distance entre la bande longitudinale 26 et la face frontale 29 peut être comprise entre zéro et 4 microns.  In an exemplary embodiment, the transmission core 24a may have a width and a thickness of approximately 4.5 microns, the longitudinal strip 26 may have a thickness of approximately 0.7 microns, its width d may be between 2 and 25 microns and its length l can be between 10 and 3000 microns. The distance e between the transmission core 24a and the auxiliary strip 26 can be between 6 and 12 microns. The distance between the transmission core 24a and the base layer 24 can be between 6 and 12 microns and the distance between the longitudinal strip 26 and the front face 29 can be between zero and 4 microns.

En se reportant aux figures 7 et 8, on voit qu'on a représenté un dispositif optique à structure optique intégrée 36 qui comprend une couche arrière de base 37, par exemple en silicium, et une partie principale avant 38 qui comprend une couche 38a, par exemple en silice non dopée, et un coeur longitudinal de transmission 39a, par exemple en silice dopée, intégrée dans la couche 38a de façon à constituer un micro-guide optique 39.  Referring to FIGS. 7 and 8, it can be seen that an optical device with integrated optical structure 36 has been shown which comprises a rear base layer 37, for example made of silicon, and a front main part 38 which comprises a layer 38a, for example in undoped silica, and a longitudinal transmission core 39a, for example in doped silica, integrated in the layer 38a so as to constitute an optical micro-guide 39.

La structure optique 36 comprend une partie secondaire 40 qui comprend un puits ou évidement longitudinal 41 ménagé par l'arrière dans la couche de base 37 et jusqu'à une profondeur déterminée telle qu'il subsiste une bande longitudinale 43 entre le fond du puits 41 et l'interface 42 entre la couche de base 37 et la couche 38a de la partie principale 38, le puits 41 s'étendant longitudinalement  The optical structure 36 comprises a secondary part 40 which comprises a longitudinal well or recess 41 formed from the rear in the base layer 37 and to a determined depth such that a longitudinal strip 43 remains between the bottom of the well 41 and the interface 42 between the base layer 37 and the layer 38a of the main part 38, the well 41 extending longitudinally

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en vis-à-vis du coeur de transmission 39a de telle sorte que la bande longitudinale 43 présente une largeur d et une longueur 1.  facing the transmission core 39a so that the longitudinal strip 43 has a width d and a length 1.

Les parois du puits 41 et la face arrière de la couche de base 37 sont recouvertes d'une couche isolante 44.  The walls of the well 41 and the rear face of the base layer 37 are covered with an insulating layer 44.

Une couche 45 en un matériau conducteur de l'électricité, tel que de l'aluminium, recouvre, dans le puits 41, la couche isolante 44 et présente, de part et d'autre du puits 41, des parties longitudinales de connexion électrique 45a et 45b sur sa face arrière. Ces parties de connexion 45a et 45b sont reliées à un circuit 48 d'alimentation en énergie électrique et de contrôle.  A layer 45 of an electrically conductive material, such as aluminum, covers, in the well 41, the insulating layer 44 and has, on either side of the well 41, longitudinal parts of electrical connection 45a and 45b on its rear face. These connection parts 45a and 45b are connected to a circuit 48 for power supply and control.

Comme dans les exemples précédents, la distance e séparant la surface interne avant 42 de la couche 43 de la partie secondaire 40, sur laquelle est formée la partie principale 38, et la face arrière du coeur de transmission optique 39a est telle que l'onde optique circulant dans le micro-guide optique 39 telle que représentée par la courbe 49 atteint cette surface interne 42.  As in the previous examples, the distance e separating the front internal surface 42 of the layer 43 from the secondary part 40, on which the main part 38 is formed, and the rear face of the optical transmission core 39a is such that the wave optics circulating in the optical micro-guide 39 as represented by the curve 49 reaches this internal surface 42.

Lorsque la couche 44 est alimentée en énergie électrique par le circuit 48 d'alimentation et de contrôle, il se produit une élévation de la température de la couche auxiliaire 43. Cette élévation de température a pour effet de modifier les propriétés optiques, plus particulièrement son indice de réfraction, de la couche auxiliaire 43 de telle sorte que, lorsqu'une onde optique circule dans le guide optique 39, les caratéristiques optique de cette onde optique, en particulier sa phase, sont modifiées.  When the layer 44 is supplied with electrical energy by the supply and control circuit 48, there is a rise in the temperature of the auxiliary layer 43. This rise in temperature has the effect of modifying the optical properties, more particularly its refractive index, of the auxiliary layer 43 so that, when an optical wave circulates in the optical guide 39, the optical characteristics of this optical wave, in particular its phase, are modified.

En particulier, la modification de la phase de l'onde optique peut correspondre à celle de l'une des figures 3 et 6.  In particular, the modification of the phase of the optical wave can correspond to that of one of FIGS. 3 and 6.

A titre d'exemple de réalisation, le coeur de transmission 39a peut présenter une largeur et une épaisseur d'environ 4,5 microns, la couche auxiliaire 43 peut présenter une épaisseur comprise entre 1 et 10 microns, sa largeur d peut être comprise entre 10 et 50 microns et une longueur 1 peut être comprise entre 100 et 3000 microns. La distance e entre le coeur de transmission 39a et la couche auxiliaire 43 peut être comprise entre 8 et 20 microns.  As an exemplary embodiment, the transmission core 39a may have a width and a thickness of approximately 4.5 microns, the auxiliary layer 43 may have a thickness between 1 and 10 microns, its width d may be between 10 and 50 microns and a length 1 can be between 100 and 3000 microns. The distance e between the transmission core 39a and the auxiliary layer 43 can be between 8 and 20 microns.

En se reportant aux figures 9 et 10, on voit qu'on a  Referring to Figures 9 and 10, we see that we have

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représenté un dispositif optique à structure optique intégrée 50 qui comprend une couche de base 51, par exemple en silicium, sur laquelle est formée une partie principale 52 qui comprend une couche 53, par exemple en silice non dopée, dans laquelle est intégré un coeur longitudinal de transmission optique 54a, par exemple en silice dopée, de façon à former un guide optique 54.  shown an optical device with integrated optical structure 50 which comprises a base layer 51, for example made of silicon, on which a main part 52 is formed which comprises a layer 53, for example made of undoped silica, in which a longitudinal core is integrated of optical transmission 54a, for example of doped silica, so as to form an optical guide 54.

La structure 50 comprend en outre une partie secondaire 55 qui comprend de préférence une couche de masquage 56 déposée sur la face frontale 57 de la couche 53 et dans laquelle est ménagée une ouverture 58 qui longe à distance la face supérieure du coeur longitudinal de transmission 52a.  The structure 50 further comprises a secondary part 55 which preferably comprises a masking layer 56 deposited on the front face 57 of the layer 53 and in which is formed an opening 58 which runs at a distance along the upper face of the longitudinal transmission core 52a .

La partie secondaire 55 comprend en outre, à distance de l'ouverture 58 de la couche 56, un émetteur laser 59 relié à un circuit 60 d'alimentation en énergie électrique et de contrôle et fixé par exemple par une couche de colle 56a
L'émetteur 59 est disposé et adapté de façon à provoquer une photo-excitation d'une région auxiliaire 61 de la couche de base 51 au travers de la partie principale 50 transparente à l'émission. Cette excitation de la région auxiliaire 61 a pour effet de modifier ses propriétés optiques et plus particulièrement son indice de réfraction.
The secondary part 55 further comprises, at a distance from the opening 58 of the layer 56, a laser emitter 59 connected to a circuit 60 for supplying electrical energy and for control and fixed for example by a layer of glue 56a
The emitter 59 is arranged and adapted so as to cause a photo-excitation of an auxiliary region 61 of the base layer 51 through the main part 50 transparent to the emission. This excitation of the auxiliary region 61 has the effect of modifying its optical properties and more particularly its refractive index.

Comme dans les exemples précédents, la distance e séparant la surface interne 62 de la couche 51, longeant à distance le coeur de transmission optique 54a, et la face arrière du coeur de transmission optique 54a est telle que l'onde optique transportée par le micro-guide optique 54 telle que représentée par la courbe 63 atteint cette surface interne 62.  As in the previous examples, the distance e separating the internal surface 62 of the layer 51, spanning the optical transmission core 54a from a distance, and the rear face of the optical transmission core 54a is such that the optical wave transported by the microphone -optical guide 54 as represented by the curve 63 reaches this internal surface 62.

Comme dans les exemples précédents, lorsque la région auxiliaire 61 de la couche de base 51 est excitée par l'émetteur 59, les caractéristiques optiques, en particulier sa phase, d'une onde optique transportée par le guide optique 54 sont modifiées lors de son passage devant cette région auxiliaire 61.  As in the previous examples, when the auxiliary region 61 of the base layer 51 is excited by the emitter 59, the optical characteristics, in particular its phase, of an optical wave transported by the optical guide 54 are modified during its passage in front of this auxiliary region 61.

En particulier, la modification de la phase de l'onde optique peut correspondre à celle de l'une des figures 3 et 6.  In particular, the modification of the phase of the optical wave can correspond to that of one of FIGS. 3 and 6.

A titre d'exemple de réalisation, le coeur de transmission  As an exemplary embodiment, the transmission core

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39a peut présenter une largeur et une épaisseur d'environ 4,5 microns, la région auxiliaire 61 peut présenter une largeur d comprise entre 10 et 50 microns et une longueur 1 comprise entre 100 et 3000 microns.  39a may have a width and a thickness of approximately 4.5 microns, the auxiliary region 61 may have a width d of between 10 and 50 microns and a length 1 of between 100 and 3000 microns.

La distance e entre le coeur de transmission 39a et la région auxiliaire 61 peut être comprise entre 8 et 20 microns. The distance e between the transmission core 39a and the auxiliary region 61 can be between 8 and 20 microns.

Dans une variante, l'émetteur 59 pourrait être placé à l'arrière et agir sur la partie auxiliaire 61 qui serait ménagée au fond d'un puits.  In a variant, the transmitter 59 could be placed at the rear and act on the auxiliary part 61 which would be provided at the bottom of a well.

D'une manière générale, il résulte des exemples ci-dessus que la modification d'au moins une caractéristique de l'onde optique transportée par le guide optique des structures optiques décrites se produit sans modification des propriétés optiques de leur partie principale et plus particulièrement sans modification des propriétés optiques de leur coeur de transmission optique.  In general, it follows from the above examples that the modification of at least one characteristic of the optical wave transported by the optical guide of the optical structures described occurs without modification of the optical properties of their main part and more particularly without modification of the optical properties of their optical transmission core.

La variation d'au moins une caractéristique de l'onde optique transportée par le guide optique des structures optiques décrites dans les exemples qui précèdent dépend ou est fonction du positionnement de la partie auxiliaire de leur partie secondaire, distante de leur coeur de transmission optique, du dimensionnement de cette partie auxiliaire, de la variation des propriétés optiques de cette partie auxiliaire qui peut être commandée ou contrôlée par leur circuit d'alimentation et de contrôle.  The variation of at least one characteristic of the optical wave transported by the optical guide of the optical structures described in the preceding examples depends on or is a function of the positioning of the auxiliary part of their secondary part, distant from their optical transmission core, of the dimensioning of this auxiliary part, of the variation of the optical properties of this auxiliary part which can be commanded or controlled by their supply and control circuit.

Les exemples ont été décrits en considérant que seule la phase de l'onde optique transportée est modifiée. Cependant, la partie secondaire des structures optiques décrites pourrait aussi être utilisée pour provoquer une atténuation ou une amplification de l'onde optique transportée.  The examples have been described by considering that only the phase of the transported optical wave is modified. However, the secondary part of the optical structures described could also be used to cause attenuation or amplification of the optical wave transported.

Les exemples décrits mettent en oeuvre des caractéristiques électriques, thermiques et électroniques des parties auxiliaires précitées afin de modifier les propriétés optiques de ces dernières. Des utilisations combinées de ces caractériques ou la mise en oeuvre d'autres caractéristiques sont immédiatement envisageables.  The examples described use electrical, thermal and electronic characteristics of the aforementioned auxiliary parts in order to modify the optical properties of the latter. Combined uses of these characteristics or the implementation of other characteristics are immediately possible.

A titre d'exemples d'applications, les structures optiques décrites peuvent être utilisées dans des interféromètres de Mach-  As examples of applications, the optical structures described can be used in Mach- interferometers

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Zehnder, connus en soi, de façon à constituer des atténuateurs variables d'onde optique, des interrupteurs d'onde optique ou des préleveurs ou extracteurs d'onde optique ou des dispositifs servant de compensateurs de dispersions de modes ou de compensateurs de biréfringence.  Zehnder, known per se, so as to constitute variable optical wave attenuators, optical wave switches or optical wave samplers or extractors or devices serving as compensators for mode dispersions or birefringence compensators.

La présente invention ne se limite pas aux exemples décrits ci-dessus. Bien de variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. The present invention is not limited to the examples described above. Many alternative embodiments are possible without departing from the scope defined by the appended claims.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Dispositif optique à structure optique intégrée de transmission d'une onde optique, comprenant au moins une partie principale dans laquelle est intégré au moins un coeur de transmission optique de façon à constituer au moins un guide optique et au moins une partie secondaire présentant une surface interne longeant à distance au moins une partie de la surface périphérique dudit coeur de transmission, caractérisé par le fait que ladite surface interne (5,28, 42,62) de ladite partie secondaire (3,25, 40,61) est placée à une distance de la surface périphérique dudit coeur de transmission telle que l'onde optique circulant dans ledit guide optique atteint ladite surface interne de ladite partie secondaire, que ladite partie secondaire présente au moins une partie auxiliaire (16,26, 43,61) adjacente ou voisine de ladite surface et dont au moins une propriété optique est modulable, et qu'il comprend en outre des moyens commandables (9, 10,15 ; 30,31, 32 ; 45,48 ; 59,60) adaptés pour agir sur ladite partie auxiliaire de façon à moduler sa propriété optique précitée afin de modifier au moins une caractéristique de l'onde optique transmise, en particulier sa phase, lors de son passage devant ladite partie auxiliaire. 1. Optical device with integrated optical structure for transmitting an optical wave, comprising at least one main part in which is integrated at least one optical transmission core so as to constitute at least one optical guide and at least one secondary part having a internal surface running at a distance from at least part of the peripheral surface of said transmission core, characterized in that said internal surface (5,28, 42,62) of said secondary part (3,25, 40,61) is placed at a distance from the peripheral surface of said transmission core such that the optical wave circulating in said optical guide reaches said internal surface of said secondary part, that said secondary part has at least one auxiliary part (16,26, 43,61) adjacent or adjacent to said surface and of which at least one optical property is modular, and that it further comprises controllable means (9, 10,15; 30,31, 32; 45,48; 59,60) adapted to act on said auxiliary part so as to modulate its aforementioned optical property in order to modify at least one characteristic of the transmitted optical wave, in particular its phase, during its passage in front of said auxiliary part. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire constitue au moins une partie d'une couche de ladite structure.  2. Device according to claim 1, characterized in that said auxiliary part of said secondary part constitutes at least part of a layer of said structure. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire constitue au moins une paroi s'étendant latéralement audit coeur de transmission.  3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that said auxiliary part of said secondary part constitutes at least one wall extending laterally to said transmission core. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire est en une matière dont la propriété optique précitée est modulable par des moyens commandables électriques, lumineux ou thermiques.  4. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the said auxiliary part of the said secondary part is made of a material the above-mentioned optical property of which can be modulated by electric, light or thermal controllable means. <Desc/Clms Page number 13> <Desc / Clms Page number 13> 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire est en une matière dans laquelle des porteurs de charges électriques peuvent être introduits on injectés sous l'effet de moyens commandables électriques, lumineux ou thermiques.  5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said auxiliary part of said secondary part is made of a material into which carriers of electrical charges can be introduced or injected under the effect of electrically controllable, luminous means or thermal. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite partie auxiliaire de ladite partie secondaire est en une matière dont les contraintes sont susceptibles de varier sous l'effet de moyens commandables électriques, lumineux ou thermiques. 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said auxiliary part of said secondary part is made of a material whose stresses are liable to vary under the effect of controllable electrical, light or thermal means.
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