FR2833720A1 - Dispositif de controle de la polarisation d'un signal vehicule sous la forme d'un faisceau lumineux, et application correspondante - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de contrôle de la polarisation d'un signal véhiculé sous la forme d'un faisceau lumineux. Selon l'invention, ce dispositif comprend :- une cellule constituée de deux plaques de substrat essentiellement parallèles entre elles et entre lesquelles est confiné un contenu comprenant un polyrnère dans lequel sont dispersées des gouttelettes de cristal liquide;- des moyens d'application, à au moins une partie du contenu de la cellule, d'un champ électrique sensiblement perpendiculaire à la direction de propagation du faisceau lumineux,de façon que, selon que le champ électrique est appliqué ou non, au moins une partie du contenu de la cellule constitue un milieu biréfringent ou isotrope respectivement.
Description
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Dispositif de contrôle de la polarisation d'un signal véhiculé sous la forme d'un faisceau lumineux, et application correspondante.
Le domaine de l'invention est celui de la transmission de signaux par fibres optiques.
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de contrôle de la polarisation d'un signal véhiculé, par fibre optique, sous la forme d'un faisceau lumineux. Un contrôleur de polarisation idéal est une lame biréfringente dont on peut contrôler à la fois l'orientation des axes propres et le déphasage, et qui possède en outre un contrôle sans fin.
Un tel contrôleur de polarisation s'applique notamment, mais non exclusivement, au sein d'un système de compensation de la dispersion modale de polarisation.
Il convient de rappeler que la montée en débit sur les fibres optiques amène à prendre en compte des phénomènes jusque là considérés comme négligeables. C'est le cas de la dispersion modale de polarisation (PMD), notamment sur les fibres d'ancienne génération. On rappelle qu'on entend par dispersion modale de polarisation (ou PMD, pour"Polarization Mode Dispersion"en anglais) le fait qu'au cours de la transmission, les impulsions optiques sont dédoublées sur deux états de polarisation.
Pour compenser cette dispersion, il est connu d'insérer en série, entre la fibre optique de transmission et le photodétecteur, un système de compensation comprenant un contrôleur de polarisation, une fibre à maintien de polarisation et des moyens de mesure du degré de polarisation sur la fibre à maintien de polarisation. En d'autres termes, et comme illustré sur la figure 1, la fibre optique de transmission 1 est reliée à l'entrée du contrôleur de polarisation 2, et la sortie de ce dernier est reliée à une extrémité de la fibre à maintien de polarisation 3, l'autre extrémité de cette dernière étant reliée au photodétecteur 4. Le fonctionnement de ce système de compensation est le suivant : à l'aide de moyens de mesure appropriés 5, on mesure le degré de polarisation sur la fibre à maintien de polarisation, de façon à quantifier l'importance de la dispersion, et on modifie le contrôleur de polarisation de façon à minimiser la dispersion.
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1 Si l'on considère que le phénomène de dispersion modale de polarisation devient gênant à partir de 10% du temps bit, une dispersion de 10 ps est la limite tolérable pour un débit de 10 Gbit/s.
La compensation de la dispersion modale de polarisation impose de fortes contraintes aux contrôleurs de polarisation à savoir : un contrôle rapide (qq 1 Olls), dynamique et sans fin.
Une première technologie connue de contrôleur de polarisation, visant à répondre à ces contraintes, est la technologie Niobate de Lithium (LiNbQ). Elle est décrite notamment dans le document intitulé "End1ess polarisation control using integrated optic lithium niobate device" (en français :"dispositif optique intégré au Niobate de Lithium utilisant le contrôle de polarisation sans fin"), Electron. Letters Vol 24, pp. 266-268,1988, par N. Walker et G. Walker, JLT, Vol. 8 pp. 438-458,1990. Elle concerne des composants d'optique intégrée sur lesquels des électrodes réparties sur le guide permettent d'alterner des conversions de modes TE/TM avec des déphasages.
Trois potentiels indépendants permettent de réaliser un contrôleur dynamique sans fin. Cette première technologie présente plusieurs inconvénients, à savoir notamment : des tensions de commande élevées (plus de 100 Volts), une biréfringence résiduelle hors champ, des pertes d'insertion (typiquement 3-4 dB) et un coût de fabrication élevé.
Une seconde technologie connue de contrôleur de polarisation utilise des composants opto-céramiques (type PLZT) de la société Corning (marque déposée).
Une troisième technologie connue de contrôleur de polarisation, qui constitue l'autre option la plus sérieuse, consiste en une combinaison classique de lames de phase (deux quart-d'onde et une demi-onde) à axes variables. On pourra se reporter notamment à l'article de Z. Zhuang et al. intitulé"polarisation controller using nematic liquid crystal" (en français :"contrôleur de polarisation utilisant un cristal liquide nématique"), Optics Letters, Vol. 24, pp 694-696,1999. Théoriquement une seule lame de phase à axe et déphasage variable suffit.
Dans cette approche, les solutions à cristal liquide (nématique ou smectique) sont les plus utilisées car disposant de forts effets électro-optiques sur de faibles distances et permettant une rotation sans fin du directeur. On pourra se reporter notamment à l'article de T. Chiba et al. intitulé"Polarisation stabiliser using liquid crystal rotatable
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waveplates" (en français :"stabilisateur de polarisation utilisant des lames-ondes à cristal liquide tournantes"), JLT Vol. 17, pp. 885-890, 1999.
Les solutions à cristal liquide nématique sont hélas désormais trop lentes (qq lOms).
Des solutions à cristal liquide smectique ont donc été proposées. On pourra se reporter notamment à l'article de L. Dupont et al. intitulé"Principle of polarisation mode dispersion controller using homeotropic electroclinic liquid crystal confined single mode fibre device" (en français :"principe d'un contrôleur de dispersion modale de polarisation utilisant un cristal liquide homéotrope et électroclinique confiné dans un dispositif à fibre monomode"), Optics Communications, Vol. 176, pp. 113-119,2000. et RNRT Copoldyn. On pourra également se reporter au brevet américain n US 5 313 562 de Marconi GEC Ltd, ayant pour titre"Optical device with electrodes end-to-end with electric field causing homeotropic alignment of liquid crystal in space between ends" (en français :"dispositif optique à électrodes se faisant face pour appliquer un champ électrique provoquant un alignement homéotrope du cristal liquide dans l'espace entre les extrémités des électrodes"). Le texte de cet article de Dupont et le texte de ce brevet américain n US 5 313 562 de Marconi GEC Ltd sont insérés ici par référence.
Ces solutions à cristal liquide smectique présentent cependant la plupart du temps de fortes contraintes de qualité d'alignement (nécessité d'utiliser des couches d'alignement) et de faibles angles de modulation.
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.
Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir un contrôleur de polarisation permettant un contrôle rapide (quelques dizaines de microsecondes), c'est-à-dire présentant des temps de commutation (aussi appelés temps de reconfiguration) très faibles, compatibles avec les nouveaux débits élevés sur les fibres optiques.
L'invention a également pour objectif de fournir un tel contrôleur de polarisation permettant un contrôle dynamique et sans fin.
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Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel contrôleur de polarisation ayant un faible coût de fabrication, notamment par rapport à ceux fabriqués selon les technologies connues précitées.
Un objectif complémentaire de l'invention est de fournir un tel contrôleur de polarisation qui ne nécessite aucune couche d'alignement
Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un dispositif de contrôle de la polarisation d'un signal véhiculé sous la forme d'un faisceau lumineux, ledit dispositif comprenant : une cellule constituée de deux plaques de substrat essentiellement parallèles entre elles et entre lesquelles est confiné un contenu comprenant un polymère dans lequel sont dispersées des gouttelettes de cristal liquide ; des premiers moyens d'application, à au moins une partie du contenu de la cellule, d'un premier champ électrique sensiblement perpendiculaire à la direction de propagation du faisceau lumineux, de façon que, selon que le premier champ électrique est appliqué ou non, au moins une partie du contenu de la cellule constitue un milieu biréfringent ou isotrope respectivement
Avantageusement, la dimension des gouttelettes de cristal liquide est largement inférieure, et préférentiellement au moins dans un rapport de dix, à la longueur d'onde du faisceau lumineux.
Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un dispositif de contrôle de la polarisation d'un signal véhiculé sous la forme d'un faisceau lumineux, ledit dispositif comprenant : une cellule constituée de deux plaques de substrat essentiellement parallèles entre elles et entre lesquelles est confiné un contenu comprenant un polymère dans lequel sont dispersées des gouttelettes de cristal liquide ; des premiers moyens d'application, à au moins une partie du contenu de la cellule, d'un premier champ électrique sensiblement perpendiculaire à la direction de propagation du faisceau lumineux, de façon que, selon que le premier champ électrique est appliqué ou non, au moins une partie du contenu de la cellule constitue un milieu biréfringent ou isotrope respectivement
Avantageusement, la dimension des gouttelettes de cristal liquide est largement inférieure, et préférentiellement au moins dans un rapport de dix, à la longueur d'onde du faisceau lumineux.
Le principe général de l'invention consiste donc à remplacer, dans le contrôleur de polarisation, le cristal liquide par un système hétérogène constitué de gouttelettes de cristal liquide de faible diamètre dispersées dans une matrice de polymère. Ce système hétérogène est appelé"nano-PDLC", en référence au terme anglais PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crystal", pour"cristal liquide dispersé dans un polymère). Dans le système hétérogène PDLC"classique", la taille des gouttelettes est comparable à la longueur d'onde de la lumière incidente, et il existe un phénomène de diffusion. Un tel phénomène de diffusion n'existe pas avec le système hétérogène"nano-PDLC"de l'invention, du fait que les gouttelettes de cristal liquide sont petites devant la longueur d'onde.
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Les avantages du nano-PDLC sont notamment : la facilité de mise en oeuvre, l'absence de couche d'orientation pour le cristal liquide, la stabilité dans le temps de la structure, le temps de réponse rapide.
Sans champ électrique appliqué, il y a une répartition statistique du vecteur directeur dans les gouttelettes. L'onde se propageant dans le milieu voit un indice moyen entre celui du cristal liquide et celui du polymère. En effet, l'orientation des directeurs à l'intérieur des gouttelettes est déterminée par les interactions entre polymère et cristal liquide à l'interface. Ces orientations sont généralement aléatoirement distribuées en l'absence de champ électrique.
L'application d'un champ électrique, perpendiculairement à la direction de propagation, provoque la réorientation des gouttelettes de cristal liquide, ce qui se traduit par une modulation globale de réfringence (le caractère statistique disparaît partiellement). En d'autres termes, le faisceau lumineux voit un matériau biréfringent.
On notera qu'en cas d'application d'un champ électrique colinéaire à la direction de propagation de la lumière, on observe une modulation d'indice (réfringence).
L'invention repose également sur une configuration tout à fait nouvelle et inventive d'application du champ électrique. Le champ électrique est appliqué (sensiblement) perpendiculairement à la direction de propagation de la lumière, de façon que le faisceau lumineux voit un matériau biréfringent
On rappelle qu'au contraire, dans la configuration classique d'utilisation d'une cellule de PDLC, le champ électrique est colinéaire à la direction de propagation de la lumière. Il provoque une réorientation du directeur du cristal liquide dans les gouttelettes. Le vecteur directeur du cristal liquide dans les gouttelettes a tendance à s'aligner sur le champ électrique appliqué mais, statistiquement, les directions dans chacune des gouttelettes sont réparties sur un cône dont l'axe de symétrie est le champ appliqué. L'onde voit alors un milieu qui reste isotrope quel que soit le champ appliqué.
On rappelle qu'au contraire, dans la configuration classique d'utilisation d'une cellule de PDLC, le champ électrique est colinéaire à la direction de propagation de la lumière. Il provoque une réorientation du directeur du cristal liquide dans les gouttelettes. Le vecteur directeur du cristal liquide dans les gouttelettes a tendance à s'aligner sur le champ électrique appliqué mais, statistiquement, les directions dans chacune des gouttelettes sont réparties sur un cône dont l'axe de symétrie est le champ appliqué. L'onde voit alors un milieu qui reste isotrope quel que soit le champ appliqué.
Seul l'indice du matériau change. Des études ont montré que l'évolution de l'indice du matériau en fonction du champ électrique appliqué, pour de forte puissance de
rayonnement UV, suivait la loi : 8 n = a E2, avec (x = 5. 10-5 rn/V.
rayonnement UV, suivait la loi : 8 n = a E2, avec (x = 5. 10-5 rn/V.
Par rapport aux solutions à cristal liquide nématique, le contrôleur de polarisation selon l'invention est beaucoup plus rapide.
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Il est par ailleurs de meilleure qualité et homogénéité optique (pas de problème d'alignement pour des épaisseurs importantes, pas de couches d'alignement) que les solutions à cristal liquide smectique (cf. article de Dupont et brevet américain n US 5 313 562 précités). En outre, contrairement à celles-ci, il ne présente pas de problème de tension continue. Enfin, il présente des temps de commutation aussi faibles que ceux de ces solutions connues à cristal liquide smectique.
De façon avantageuse, les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent au moins une paire d'électrodes disposée dans un plan sensiblement parallèle aux plaques de substrat.
Selon une caractéristique avantageuse, les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent une pluralité de paires d'électrodes, permettant d'orienter de façon arbitraire le champ électrique appliqué.
De façon avantageuse, la pluralité de paires d'électrodes est disposée en étoile, de façon à appliquer un premier champ électrique tournant de manière continue.
Dans un premier mode de réalisation avantageux de l'invention, les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent au moins une paire d'électrodes bidimensionnelles et réalisées sur l'une des faces de l'une des deux plaques.
Avantageusement, les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent : au moins une première paire d'électrodes bidimensionnelles, réalisées sur la face interne, qui est en contact avec le contenu de la cellule, de l'une des deux plaques ; au moins une seconde paire d'électrodes bidimensionnelles, réalisées sur la face interne, qui est en contact avec le contenu de la cellule, de l'autre des deux plaques ; et lesdites au moins une première et seconde paires d'électrodes bidimensionnelles sont complémentaires, de façon à augmenter la profondeur de pénétration du premier champ électrique.
Dans un second mode de réalisation avantageux de l'invention, les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent au moins une paire
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d'électrodes tridimensionnelles et présentant une épaisseur égale à au moins une partie substantielle de l'épaisseur du contenu de la cellule.
Dans le premier mode de réalisation précité, avec les électrodes bidimensionnelles (c'est-à-dire de faibles épaisseurs), la profondeur de pénétration du champ électrique dans l'épaisseur de la cellule reste faible et inhomogène. Il est donc difficile d'obtenir des déphasages importants. Le second mode de réalisation précité, avec les électrodes tridimensionnelles (c'est-à-dire de fortes épaisseurs), vise à pallier cet inconvénient.
De façon préférentielle, les deux plaques de substrat appartiennent au groupe comprenant : des plaques de verre et des extrémités de fibres optiques.
Avantageusement, l'amplitude du premier champ électrique appliqué par lesdits premiers moyens d'application est prédéterminée, de façon à obtenir une modulation de biréfringence prédéterminée fonction dudit premier champ électrique.
Selon une variante avantageuse, ledit dispositif comprend en outre des seconds moyens d'application, à ladite au moins une partie du contenu de la cellule, d'un second champ électrique dont l'amplitude est prédéterminée, de façon à obtenir une modulation de biréfringence prédéterminée, fonction de la somme desdits premier et second champs électrique.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit dispositif comprend des moyens permettant de faire varier l'amplitude du premier champ électrique et/ou du second électrique, de façon à obtenir une modulation de biréfringence variable.
L'invention concerne également l'application du dispositif de contrôle de la polarisation précité à la mise en oeuvre d'un système de compensation de la dispersion modale de polarisation (PMD).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1, déjà décrite précédemment, présente un schéma simplifié d'un système de compensation de la dispersion modale de polarisation, comprenant un contrôleur de polarisation, une fibre à maintien de polarisation et des moyens de mesure du degré de polarisation sur la fibre à maintien de polarisation ;
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la figure 2 présente un schéma simplifié d'un mode de réalisation particulier du contrôleur de polarisation selon la présente invention ; la figure 3 illustre l'application d'un champ électrique perpendiculairement à la direction de propagation du faisceau lumineux ; la figure 4 présente un schéma simplifié d'un premier mode de réalisation des électrodes (bidimensionnelles) comprises dans le contrôleur de polarisation selon la présente invention ; la figure 5 présente un schéma simplifié d'un second mode de réalisation des électrodes (tridimensionnelles) comprises dans le contrôleur de polarisation selon la présente invention ; les figures 6 et 7 présentent chacune une courbe représentant les tensions nécessaires pour obtenir un déphasage de ô en fonction de l'épaisseur de la cellule comprise dans le contrôleur de polarisation selon la présente invention, pour un espace inter-électrode égal à 30 um (fig. 6) et 20 um (fig. 7) respectivement.
L'invention concerne donc un contrôleur de polarisation pouvant notamment être mis en oeuvre au sein d'un système de compensation de la dispersion modale de polarisation (PMD), tel que décrit précédemment en relation avec la figure 1.
Comme illustré sur le schéma simplifié de la figure 2, dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le contrôleur de polarisation 20 comprend : une cellule constituée de deux plaques de verre 6 et 7 essentiellement parallèles entre elles et entre lesquelles est confiné un matériau"nano-PDLC". Ce dernier comprend un polymère 8 dans lequel sont dispersées des gouttelettes de cristal liquide 9 dont la dimension (par exemple quelques dizaines de nanomètres) est inférieure, au moins dans un rapport de dix, à la longueur d'onde du faisceau lumineux ; au moins une paire d'électrodes (voir discussion détaillée ci-après, en relation avec les figures 4 et 5) permettant d'appliquer, à au moins une partie du ontenu de la cellule, un champ électrique E (voir figures 3 et 4) sensiblement perpendiculaire à la direction D de propagation du faisceau lumineux 10.
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Le principe de fonctionnement est le suivant : selon que le champ électrique est appliqué ou non, au moins une partie du contenu de la cellule constitue un milieu biréfringent ou isotrope respectivement.
Lorsque le champ électrique n'est pas appliqué, il y a une répartition statistique du vecteur directeur dans les gouttelettes. L'onde se propageant dans b matériau"nano- PDLC"voit un milieu isotrope possédant un indice moyen entre celui du cristal liquide
moyenné sur toutes les gouttelettes et celui du polymère. Une expression phénoménologique en donne la variation :
N=Xncl (E) - (l-x) Hpolymère (1)
où x désigne la proportion relative de cristal liquide par rapport à celle du polymère, et ici (E) désigne l'indice du cristal liquide moyenné sur toutes les gouttelettes, qui dépend du champ électrique E appliqué, et peut s'écrire :
- 2no+ne - 2no+ne (2) nc/- 3
avec no et ne les indices ordinaire et extraordinaire respectivement du cristal liquide.
moyenné sur toutes les gouttelettes et celui du polymère. Une expression phénoménologique en donne la variation :
N=Xncl (E) - (l-x) Hpolymère (1)
où x désigne la proportion relative de cristal liquide par rapport à celle du polymère, et ici (E) désigne l'indice du cristal liquide moyenné sur toutes les gouttelettes, qui dépend du champ électrique E appliqué, et peut s'écrire :
- 2no+ne - 2no+ne (2) nc/- 3
avec no et ne les indices ordinaire et extraordinaire respectivement du cristal liquide.
Lorsque le champ électrique E est appliqué perpendiculairement à la direction D de propagation du faisceau lumineux (comme illustré en figure 3), l'onde se propageant dans le matériau"nano-PDLC"voit un milieu biréfringent dont les indices ordinaire et
extraordinaire peuvent être exprimés respectivement comme suit :
No = Xno (E) t (l-X) npolymère (3) Ne =XMe (E) - (l-x) npolymère (4)
Des mesures ont montré que pour des tensions de l'ordre de 20 V/ptm, des biréfringence de l'ordre de 0, 01 ont été obtenues pour des pertes par diffusion acceptables.
extraordinaire peuvent être exprimés respectivement comme suit :
No = Xno (E) t (l-X) npolymère (3) Ne =XMe (E) - (l-x) npolymère (4)
Des mesures ont montré que pour des tensions de l'ordre de 20 V/ptm, des biréfringence de l'ordre de 0, 01 ont été obtenues pour des pertes par diffusion acceptables.
Les graphes des figures 6 et 7 résument les tensions nécessaires pour obtenir un déphasage de en fonction de l'épaisseur de la cellule de matériau"nano-PDLC", pour un espace inter-électrode d égal à 30 um (fig. 6) et 20 um (fig. 7) respectivement. On suppose que les variations d'indice maximales sont de l'ordre de 0,013 pour des champs électriques appliqués de 20 V/um. On voit que les déphasages peuvent être obtenus à partir d'épaisseurs faibles. Ce point est important car il permet d'envisager un dispositif sans optique de collimation, les pertes par divergence de faisceau restant très faibles (par
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exemple 0,1 dB pour une fibre optique mono-mode classique, et insignifiantes pour une fibre optique à coeur étendu).
On présente maintenant, en relation avec les figures 4 et 5, deux modes de réalisation des électrodes comprises dans le contrôleur de polarisation selon la présente invention.
Dans les deux cas, on adopte, pour au moins une des deux plaques de verre 6 et 7, un système d'électrodes comprenant une pluralité (trois par exemple) de paires d'électrodes disposées en étoile dans un plan sensiblement parallèle à la plaque de verre concernée. En outre, ce système d'électrodes possède un axe de symétrie Oy orthogonal à la plaque de verre concernée. Cet axe de symétrie Oy est confondu avec la direction D de propagation de la lumière. Ainsi, il est possible d'appliquer un champ électrique dont on contrôle parfaitement l'orientation et que l'on peut faire tourner de manière continue et sans fin.
En outre, en appliquant une tension variable entre les électrodes de chaque paire d'électrodes, on peut obtenir une modulation de biréfringence variable.
Dans le premier mode de réalisation, illustré sur la figure 4, le système d'électrodes de la plaque de verre référencée 6 comprend trois paires d'électrodes bidimensionnelles (41a, 41b), (42a, 42b) et (43a, 43b). Ces électrodes sont réalisées sur l'une des faces de la plaque de verre, préférentiellement la face interne, qui est en contact avec le matériau"nano-PDLC"contenu dans la cellule. Ces électrodes peuvent être obtenue par photolithographie, soit à partir d'un dépôt conducteur transparent (ITO), soit à partir d'un dépôt métallique. On utilise par exemple la technologie LIGA , qui inclut une étape de croissance électrolytique. En appliquant des tensions déphasées sur chacune des électrodes d'une même paire d'électrodes (par exemple celles référencées 41a et 41b sur la figure 4), on génère un champ électrique E parallèle à la plaque de verre. Le faisceau passant au centre du système d'électrodes voit alors un matériau biréfringent.
Les plaques de verre peuvent avoir toutes les deux des systèmes d'électrodes complémentaires, ce qui permet d'augmenter la profondeur de pénétration, (selon l'axe Oy) du champ électrique.
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Dans le second mode de réalisation, illustré sur la figure 5, le système d'électrodes (commun aux deux plaques de verre) comprend trois paires d'électrodes bidimensionnelles (5 la, 51b), (452a, 52b) et (53a, 53b) tridimensionnelles ("massives") de fortes épaisseur (quelques dizaines de microns d'épaisseur). Ces électrodes peuvent être en matériaux conducteurs (métaux) ou semi-conducteurs (Silicium ou autres). Elles peuvent être obtenues soit par photolitographie de substrats, soit par l'emploi de micropointes.
Les avantages du contrôleur de polarisation selon l'invention sont notamment les suivants : une uniformité du champ électrique appliqué ; une double fonction de rotation d'axe du directeur et de modulation d'indice au moyen d'une commande unique de tension ; une interface électronique simplifiée ; une grande robustesse mécanique ; un bon confinement du matériau permettant l'effet espéré sur de faibles épaisseurs de composant actif (10-15 jj. m) ; une pupille utile de quelques dizaines de um (typiquement 30 um) compatible avec l'utilisation de fibres mono-modes ou mono-modes à coeur étendu ou comprenant une micro-optique externe de collimation et autorisant de l'utilisation de tensions raisonnables. L'épaisseur de"nano-PDLC"est toutefois suffisamment faible pour le faisceau optique issu d'une fibre ne diverge pas à la traversée du matériau.
Dans un tel contexte, les spécifications pour le dispositif optique de compensation sont :
<tb>
<tb> Paramètres <SEP> Min. <SEP> Max. <SEP> Unités
<tb> Pertes <SEP> d'insertion <SEP> 3 <SEP> dB
<tb> PDL <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> dB
<tb> PMD <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> ps
<tb> Puissance <SEP> max. <SEP> 10 <SEP> dBm
<tb> Temps <SEP> de <SEP> réponse40js
<tb> Isolation <SEP> 30 <SEP> dB
<tb> Température <SEP> -5 <SEP> 70 <SEP> oc
<tb>
<tb> Paramètres <SEP> Min. <SEP> Max. <SEP> Unités
<tb> Pertes <SEP> d'insertion <SEP> 3 <SEP> dB
<tb> PDL <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> dB
<tb> PMD <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> ps
<tb> Puissance <SEP> max. <SEP> 10 <SEP> dBm
<tb> Temps <SEP> de <SEP> réponse40js
<tb> Isolation <SEP> 30 <SEP> dB
<tb> Température <SEP> -5 <SEP> 70 <SEP> oc
<tb>
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Optionnellement, le contrôleur de polarisation selon la présente invention comprend : outre les (premiers) moyens précités permettant d'appliquer un champ électrique perpendiculaire à la direction de propagation de la lumière, d'autres (seconds) moyens d'application d'un second champ électrique.
La modulation de biréfringence obtenue est dans ce cas fonction de la somme des premier et second champs électriques. Ainsi, en choisissant convenablement les amplitudes de ces deux champs électriques, on obtient une modulation de biréfringence prédéterminée.
En outre, si l'on souhaite obtenir une modulation de biréfringence variable, on peut prévoir des moyens permettant d'appliquer le premier et/ou le second champ électrique avec une amplitude variable.
Claims (14)
- REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle de la polarisation d'un signal véhiculé sous la forme d'un faisceau lumineux, caractérisé en ce qu'il comprend : une cellule constituée de deux plaques de substrat essentiellement parallèles entre elles et entre lesquelles est confiné un contenu comprenant un polymère dans lequel sont dispersées des gouttelettes de cristal liquide ; des premiers moyens d'application, à au moins une partie du contenu de la cellule, d'un premier champ électrique sensiblement perpendiculaire à la direction de propagation du faisceau lumineux, de façon que, selon que le premier champ électrique est appliqué ou non, au moins une partie du contenu de la cellule constitue un milieu biréfringent ou isotrope respectivement.
- 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dimension des gouttelettes de cristal liquide est largement inférieure à la longueur d'onde du faisceau lumineux.
- 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la dimension des gouttelettes de cristal liquide est inférieure à la longueur d'onde du faisceau lumineux au moins dans un rapport de dix.
- 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent au moins une paire d'électrodes disposée dans un plan sensiblement parallèle aux plaques de substrat.
- 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent une pluralité de paires d'électrodes, permettant d'orienter de façon arbitraire le champ électrique appliqué.
- 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pluralité de paires d'électrodes est disposée en étoile, de façon à appliquer un premier champ électrique tournant de manière continue.
- 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent au moins<Desc/Clms Page number 14>une paire d'électrodes bidimensionnelles et réalisées sur l'une des faces de l'une des deux plaques.
- 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent : au moins une première paire d'électrodes bidimensionnelles, réalisées sur la face interne, qui est en contact avec le contenu de la cellule, de l'une des deux plaques ; au moins une seconde paire d'électrodes tridimensionnelles, réalisées sur la face interne, qui est en contact avec le contenu de la cellule, de l'autre des deux plaques ; et en ce que lesdites au moins une première et seconde paires d'électrodes bidimensionnelles sont complémentaires, de façon à augmenter la profondeur de pénétration du premier champ électrique.
- 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les premiers moyens d'application du premier champ électrique comprennent au moins une paire d'électrodes tridimensionnelles et présentant une épaisseur égale à au moins une partie substantielle de l'épaisseur du contenu de la cellule.
- 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les deux plaques de substrat appartiennent au groupe comprenant : des plaques de verre et des extrémités de fibres optiques.
- 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'amplitude du premier champ électrique appliqué par lesdits premiers moyens d'application est prédéterminée, de façon à obtenir une modulation de biréfringence prédéterminée fonction dudit premier champ électrique.
- 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des seconds moyens d'application, à ladite au mois une partie du contenu de la cellule, d'un second champ électrique dont l'amplitude est prédéterminée, de façon à obtenir une modulation de biréfringence prédéterminée, fonction de la somme desdits premier et second champs électrique.
- 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de faire varier l'amplitude du premier champ<Desc/Clms Page number 15>électrique et/ou du second électrique, de façon à obtenir une modulation de biréfringence variable.
- 14. Application du dispositif de contrôle de la polarisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 à la mise en oeuvre d'un système de compensation de la dispersion modale de polarisation (PMD).
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