FR2857109A1 - Dispositif optique a guide d'onde optique ruban planaire, muni de moyens pour y inscrire un reseau de bragg de facon temporaire - Google Patents

Abstract

Dispositif optique à guide d'onde optique ruban planaire, muni de moyens pour y inscrire un réseau de Bragg de façon temporaire.Dans ce dispositif, qui s'applique notamment aux télécommunications optiques, le guide comprend un coeur (6) entre deux couches de confinement (8, 10). Le réseau est inscrit de façon temporaire dans ce coeur et réfléchit totalement un mode de fréquence optique donnée qui s'y propage.

Description

DISPOSITIF OPTIQUE A GUIDE D'ONDE OPTIQUE RUBAN

PLANAIRE, MUNI DE MOYENS POUR Y INSCRIRE UN RESEAU DE

BRAGG DE FACON TEMPORAIRE

DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne un dispositif optique à guide d'onde optique ruban planaire ( planar stripe optical waveguide ), muni de moyens pour y inscrire un réseau de Bragg ( Bragg grating ) de façon temporaire 'et pouvant être commandée.

L'invention concerne plus particulièrement un interrupteur optique à réseau de Bragg contrôlable, utilisant un tel guide.

Elle s'applique notamment aux télécommunications optiques.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

On se reportera aux documents suivants: [1] US 6,320,990 (De-Gui Sun) [2] US 6,285,812 (Karl R. Amundson et al.) [3] US 6,192,177 (Karl R. Amundson et al.) [4] FR 2 764 398 (Gerd Blau et al.) Le document [1] décrit un dispositif comprenant un guide d'onde optique ruban planaire qui comporte deux coeurs ( cores ) parallèles, faits de matériaux polymères dont l'un est électro-optique.

B 14297.3 PV Une électrode en forme de peigne, à cheval sur la bordure du coeur qui est fait du polymère électro-optique, permet de générer, lorsqu'on lui applique une tension électrique, un réseau de diffraction ( diffraction grating ) à la frontière de ce coeur. Ce réseau affecte partiellement ce coeur et fait passer un faisceau lumineux qui s'y propage vers l'autre coeur.

Le document [2] divulgue la formation d'un réseau de Bragg dans une fibre optique creuse, remplie de cristal liquide constituant le coeur de cette fibre.

Sur la face externe de la gaine ( cladding ) en silice de la fibre sont déposées des paires d'électrodes, qui permettent d'appliquer un champ électrique modulé longitudinalement, perpendiculairement à l'axe de la fibre.

Les molécules du cristal liquide s'orientent selon les lignes de champ électrique et génèrent ainsi un réseau de Bragg de même périodicité que celle des électrodes.

Dans l'application décrite, en raison du grand diamètre de la fibre (de l'ordre de 125 m pour une fibre standard) par rapport aux longueurs d'onde optique d'intérêt (entre 1,3 m et 1,71lm pour les télécommunications optiques) et au diamètre du coeur (3 m), il est nécessaire de prévoir un espacement suffisant des électrodes (50 m) pour obtenir un contraste de champ électrique, et donc un contraste d'indice de réfraction, dans le cristal liquide du coeur, ce contraste étant nécessaire pour former un réseau de Bragg à longue période.

B 14297.3 PV Avec un tel dispositif, la génération de réseaux de Bragg courts, exigeant une périodicité des électrodes de l'ordre de 1 m ou inférieure à 1 m, n'est pas possible en raison du facteur géométrique défavorable que constitue la distance des électrodes (de l'ordre de 50 m) au coeur de la fibre, vis-à-vis de la périodicité du réseau de Bragg, ce facteur n'autorisant pas le contraste de champ électrique nécessaire à la formation d'un réseau de Bragg court.

Le document [3] décrit un dispositif qui est comparable au dispositif du document [2] et présente les mêmes inconvénients que ce dernier.

Le document [4] divulgue l'utilisation de matériaux polymères électrooptiques pour fabriquer un déflecteur optique. Une tension électrique variable permet d'orienter un faisceau lumineux en pilotant ( driving ) l'indice de réfraction d'un matériau polymère électro-optique.

EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs connus par les documents [2] et [3].

De façon précise, la présente invention a 25 pour objet un dispositif optique, caractérisé en ce qu'il comprend: - un guide d'onde optique ruban planaire, comprenant un coeur entre deux couches de confinement, et B 14297.3 PV - des moyens d'inscription prévus pour inscrire de façon temporaire, dans le coeur de ce guide d'onde optique ruban planaire, un réseau de Bragg apte à réfléchir totalement un mode de fréquence optique donnée, qui se propage dans ce coeur.

Le terme ruban traduit le fait que le guide est confiné suivant deux dimensions (dans le plan par l'empilement de couches d'indices optiques différents et latéralement par les limites physiques du guide).

Ainsi, contrairement aux dispositifs connus par les documents [2] et [3], le dispositif objet de la présente invention a une structure planaire ( planar ), permettant de placer le coeur du guide d'onde optique seulement à quelques micromètres des électrodes.

Il est aussi possible d'obtenir un contraste de champ électrique suffisamment important pour former un réseau de Bragg court, en particulier un réseau de Bragg d'ordre 1.

Il convient en outre de noter que, dans la présente invention, on inscrit de façon temporaire un réseau de Bragg qui réfléchit totalement un mode de fréquence optique donnée, se propageant dans le coeur du guide d'onde.

Cela ne serait pas possible avec le dispositif connu par le document [1] où l'électrode en forme de peigne ne recouvre que partiellement le coeur du guide d'onde.

Selon un mode de réalisation préféré du dispositif objet de l'invention, les moyens B 14297.3 PV d'inscription comprennent une première électrode en forme de peigne qui recouvre totalement le coeur du guide d'onde optique ruban planaire, sur au moins une portion longitudinale de ce guide d'onde optique ruban planaire, cette première électrode comprenant des dents qui s'étendent transversalement au coeur du guide d'onde optique ruban planaire.

Il convient de noter que la réalisation et le fonctionnement d'un tel dispositif sont différents de ceux du dispositif connu par le document [1] .

En effet, dans ce mode de réalisation préféré, l'électrode en forme de peigne recouvre totalement le coeur du guide de sorte que le réseau de Bragg formé recouvre totalement le mode de propagation guidé en réalisant ainsi, à la longueur d'onde de Bragg, une réflexion totale de l'onde lumineuse, qui reste guidée, et non un couplage externe (vers un autre coeur dans le dispositif connu par le document [1]).

De préférence, la distance entre la première électrode et le coeur du guide d'onde optique ruban planaire est inférieure à 10 m.

Selon un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, les moyens d'inscription comprennent en outre une deuxième électrode et le coeur du guide d'onde optique ruban planaire est compris entre les première et deuxième électrodes et fait d'un matériau électro-optique où un champ électrique spatialement modulé est engendré lorsqu'une tension électrique est appliquée entre les première et deuxième électrodes, ce champ électrique B 14297.3 PV spatialement modulé engendrant le réseau de Bragg dans le coeur du guide d'onde optique ruban planaire.

Le matériau électro-optique peut être un polymère électro-optique.

Il convient de noter que l'utilisation d'un tel matériau, pour engendrer électro-optiquement un réseau de Bragg dans le coeur d'un guide d'onde optique, est originale.

Selon un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, le coeur du guide d'onde optique ruban planaire est fait d'un matériau thermo-optique où une température spatialement modulée est engendrée lorsqu'un courant électrique circule dans la première électrode, cette température spatialement modulée engendrant le réseau de Bragg dans le coeur du guide d'onde optique ruban planaire.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés ci-après, à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, la figure 2 illustre schématiquement une étape de fabrication d'un dispositif conforme à l'invention, dans laquelle on traite une couche de ce dispositif, B 14297.3 PV 25 - la figure 3 montre des cycles de température (courbe I) et de champ électrique (courbe II) appliqués à cette couche, - les figures 4 et 5 illustrent schématiquement d'autres étapes de fabrication du dispositif pour obtenir le confinement à deux dimensions du guide, et - la figure 6 illustre schématiquement le fonctionnement de ce dispositif.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Les télécommunications optiques nécessitent des circuits optiques reconfigurables, permettant d'aiguiller des longueurs d'onde, tels que les interrupteurs optiques et les circuits d'insertion-extraction ( add- drop circuits ).

Un réseau de Bragg inscrit dans un guide optique effectue la fonction d'extraction ( drop ) car il est transparent à toutes les longueurs d'onde, sauf celles qui satisfont la relation de Bragg suivante: p%, =2nmA (1) Dans cette équation (1), A est le pas ( pitch ) du réseau, X la longueur d'onde dans le vide (voisine de 1500nm pour les télécommunications optiques) du mode d'indice effectif nm se propageant dans le guide et p est un entier supérieur ou égal à 1 qui constitue l'ordre de la réflexion.

Le facteur de réflexion du réseau (rapport 30 entre l'intensité réfléchie et l'intensité incidente) B 14297.3 PV 2857109 8 est bien approximé, pour l'ordre 1, par le carré de la tangente hyperbolique du produit kL: R=tanh2(kL) (2) Dans l'expression (2), L est la longueur du réseau et k un coefficient d'efficacité, proportionnel à An2, où An est la modulation de l'indice dans le réseau. La valeur de R se rapproche de 1 si l'on augmente la longueur du réseau.

Dans la présente invention, on forme un réseau de Bragg non pas permanent mais contrôlable, en faisant varier la valeur de An par un facteur extérieur.

Selon l'amplitude de An on peut moduler l'amplitude d'extraction. En effet, si l'on est capable de faire varier An entre 0 et une valeur Anmax, le coefficient de réflexion R varie aussi entre 0 (pour An=O, k est égal à 0) et une valeur maximale Rmax qui dépend de la modulation maximale d'indice Anmax et la longueur du réseau L. Si LDnmax est supérieur ou égal à 1, Rmax se rapproche de sa valeur maximale 1 ou atteint cette valeur.

La figure 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un dispositif conforme à l'invention. Ce dispositif comprend un substrat 2, une électrode de masse ( ground electrode ) 4 sur ce substrat et une structure de guidage sur cette électrode de masse.

Cette structure comprend un coeur ( core ) 6 entre une couche de confinement ( cladding layer ) B 14297.3 PV inférieure 8 et une couche de confinement supérieure 10.

Une électrode de commande 12, ayant la structure d'un peigne, est formée sur la couche de confinement supérieure. Le nombre de dents du peigne, que l'on voit sur la figure 1, est évidemment bien inférieur à ce qu'il est en réalité : il y a typiquement plus de 1000 dents.

En outre, des moyens de polarisation ( biasing means ) 14 sont prévus pour appliquer une tension électrique entre l'électrode de commande et l'électrode de masse, ce qui engendre un réseau d'indice ( index grating ) dans la zone 16 du coeur, située sous l'électrode de commande.

On voit aussi des ondes optiques incidentes 18 et 20 qui se propagent dans le c ur 6. Le réseau d'indice engendré découple les ondes ainsi guidées. L'onde 18 n'est pas réfléchie par ce réseau: seuls sont réfléchis les modes satisfaisant la condition (1), tels que l'onde 20.

Pour l'utilisation du dispositif de la figure 1 (et aussi celle du dispositif de la figure 6), les moyens de polarisation 14 consistent de préférence en une source de tension hyperfréquence. La fréquence peut être de plusieurs dizaines de GHz.

On considère ci-après les paramètres physiques qui permettent de modifier l'indice de réfraction.

L'indice de réfraction d'un corps dépend d'un certain nombre de paramètres: température (effet thermo-optique), illumination (photochromisme et effet B 14297.3 PV Kerr optique) et champ électrique (effet Pockels). L'effet photochromique est lent (plusieurs secondes pour modifier l'indice). L'effet Kerr optique est rapide mais demande de très fortes énergies lumineuses pour obtenir des variations d'indice utilisables (supérieures à 10-5).

La température influe sur l'indice de réfraction par suite de la dilatation (diminution de la concentration de molécules dans les matériaux organiques) et du peuplement des états vibroniques. L'effet est très différent, selon qu'il s'agit de corps minéraux ou organiques.

Les corps minéraux ont en général une forte capacité calorifique et une grande conduction thermique, cela étant lié aux phonons acoustiques. Il en résulte que, d'une part, il est coûteux en énergie de les chauffer et que, d'autre part, la température s'homogénéise, ce qui rend très difficile la réalisation, par ce moyen, d'un réseau d'indice ayant un pas A de l'ordre de l m.

Les corps organiques ont par contre une capacité calorifique et une conduction thermique faibles, à cause de la faible contribution des phonons acoustiques, en relation avec les faibles interactions entre molécules (liaisons de Van der Waals).

Il en résulte que la température s'homogénéise beaucoup moins que dans les corps minéaux et qu'il est possible de former, dans les corps organiques, des réseaux thermiques (et par suite optiques) ayant un faible pas A. Cependant, le temps de réponse est relativement long (de l'ordre de lms), B 14297.3 PV essentiellement à cause du temps de chauffage des électrodes de commande.

L'illumination change la polarisation du nuage électronique. La réponse est donc rapide (inférieure à 10-12s). C'est l'effet Kerr optique, qui est coûteux en énergie et ne donne que des variations d'indice très faibles (inférieures à 10-6).

Le champ électrique polarise le nuage électronique. Donc il change la polarisabilité et par suite l'indice de réfraction. La variation linéaire de ce dernier avec le champ électrique constitue l'effet Pockels. Le temps de réponse est très court (inférieur à 10-12s). Les variations d'indice An, pour des champs électriques (de l'ordre de 1MV/cm), qui sont suffisamment inférieurs au champ de claquage, sont comprises entre 10-4 et 10-3.

Considérons maintenant la modulation de l'indice de réfraction par application d'un champ électrique (effet électro-optique).

La variation An de l'indice de réfraction n par application d'un champ électrique E vaut: rn3E An= 2 Pour le cristal minéral électro-optique le plus employé (le niobate de lithium), l'indice de réfraction n vaut 2 et le coefficient électro-optique r vaut 30pm/V (ces deux valeurs correspondant à X=1500nm) et An est donc peu différent de 10-3 pour un champ électrique de 10kV/cm.

Pour que le réseau de Bragg induit ait un coefficient de réflexion voisin de l'unité, il faut que B 14297.3 PV (3) son nombre de période mp soit de l'ordre de l'inverse de la variation d'indice An: P 1 (4) mp étant ainsi de l'ordre de 103 à 104 5 périodes. Pour le niobate de lithium (à 1500nm), compte tenu de son indice de réfraction et de l'équation (1), le pas de réseau A vaut 0,371.im. Ceci conduit à un réseau dont la longueur totale L vaut au minimum 0,4mm.

Le nombre de périodes du réseau influe aussi directement sur la sélectivité en longueur d'onde de la réflectivité. Celle-ci est donnée par: AÀ 1 mp Cette sélectivité AX doit être meilleure que 1nm si X vaut 1500nm, pour assurer une séparation 15 en fréquence entre canaux de 80GHz.

Considérons maintenant le recouvrement d'une onde hyperfréquence de commande et de l'onde lumineuse guidée.

Les cristaux minéraux électro-optiques possèdent une forte constante diélectrique aux hyperfréquences (25 pour le niobate de lithium, d'où un indice de réfraction égal à 5). Par contre, cet indice chute aux fréquences optiques (à 1,5 m, l'indice de réfraction vaut 2 pour le niobate de lithium).

Ce phénomène est dû à la forte contribution des phonons acoustiques à la polarisabilité, contribution qui disparaît aux fréquences optiques du fait de l'impossibilité pour les noyaux de vibrer à ces fréquences.

B 14297.3 PV (5) Il en résulte que l'onde optique se propage 2,5 fois plus vite que l'onde de commande hyperfréquence et que, pour des impulsions courtes (dont la durée est inférieure à 1ns), les deux ondes ne se recouvrent plus spatialement. Le réseau de Bragg, qui n'est que partiellement construit à l'arrivée de l'onde optique, est donc beaucoup moins efficace et beaucoup moins sélectif en longueur d'onde.

La vitesse de propagation Vopt de l'onde 10 optique et celle VHF de l'onde hyperfréquence de commande sont respectivement égales à : Vopt= ç (a) VHF= Ç (b) (6) nopr nHF Le temps mis par l'onde hyperfréquence pour parcourir la longueur du réseau est THF= L VHF(7) et pour l'onde optique:

L Topt= Vopi

Si l'on admet comme tolérance un non-recouvrement de 1/5è, sur la longueur du réseau, la 20 fréquence de coupure f, est donnée par __ 1 _ Vop,VHF c f c 5L (V -1 - V 5L(VOPT - VHF) - 5L(nHF - nom) (9) HF opt) Pour le niobate de lithium, nHF-nopr vaut 3 et, en injectant dans l'équation (9) les paramètres donnés plus haut pour le niobate de lithium, on obtient une fréquence de coupure égale à 50 GHz. Dans la pratique, la bande passante des dispositifs à base de niobate de lithium ne dépasse pas 20GHz.

B 14297.3 PV (8) Par contre, pour un matériau organique (essentiellement un polymère), la constante diélectrique hyperfréquence est au plus égale à 4 (d'où un indice nHF de 2) et l'indice optique est compris entre 1,5 à 1,6 si bien que la différence entre les indices nHF-nopt est de l'ordre de 0,4 à 0,5.

Ainsi, les autres paramètres ayant des valeurs très voisines, la bande passante est multipliée par un facteur compris entre 6 et 8 et est donc de l'ordre de 120GHz à 160 GHz.

Effectivement, des modulateurs électrooptiques à base de matériaux organiques dont la bande passante s'étend jusqu'à 150GHz ont été fabriqués. Ceci est le grand avantage des matériaux organiques par rapport aux minéraux. A ce sujet, on pourra se reporter au document suivant: [5] Dalton Larry R. et al., From molecules to optochips: organic electro-optic materials , J. Mat. Chem. 9, 1905 (1999).

Comme on l'a déjà mentionné, la présente invention concerne un guide d'onde optique dans lequel on peut inscrire un réseau de Bragg d'une façon temporaire, au moyen d'un paramètre extérieur (en particulier un champ électrique, créé au moyen d'électrodes, ou une température ayant une variation périodique).

Ce réseau est engendré dans une géométrie plane où le coeur du guide optique, les différentes couches de confinement et les électrodes sont réalisés par des dépôts successifs.

B 14297.3 PV On décrit ci-après un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention.

On considère d'abord l'élaboration du guide électro-optique de ce dispositif en faisant référence à la figure 2.

Sur un substrat 22, par exemple en silicium, en verre ou en plastique, est déposée une électrode uniforme 24 et une première couche tampon 26 (couche de confinement inférieure) dont l'épaisseur est de l'ordre de 21. lm et l'indice de réfraction est noté nt.

Dans un exemple, cette couche 26 est faite d'un polymère déposé par centrifugation d'une solution, par la technique de la tournette ( spin coating ).

Sur cette couche tampon 26 est déposée une deuxième couche 28 qui servira à former le c ur du guide optique. Son indice optique ne doit être supérieur à l'indice nt de la couche tampon pour qu'il y ait guidage.

Dans un exemple, cette couche 28 est faite d'un polymère dans lequel sont dissoutes ou même greffées des molécules (chromophores) organiques ayant une forte hyper-polarisabilité optique quadratique R (quelques 10-49 C.m3. V-2) et un fort moment dipolaire permanent (quelques 10-30 C.m) Au départ, la distribution des chromophores étant centrosymétrique, cette couche de polymère ne possède aucune propriété électro-optique. Pour lui en conférer une, les chromophores sont orientés en moyenne dans un même sens (phénomène de polarisation) par interaction avec un champ électrique E (grâce à B 14297.3 PV l'interaction dipolaire W=- .E, E étant de l'ordre de 108 V.cm-1) . Ce champ électrique est appliqué, soit au moyen d'une aiguille 30 positionnée à quelques centimètres au dessus de la couche 28 et portée à une tension de l'ordre de quelques kilovolts (polarisation corona), soit au moyen d'une électrode déposée sur la couche 28. Dans ce dernier cas, la polarisation peut être effectuée après le dépôt de la deuxième couche tampon (voir plus loin).

Pour permettre aux chromophores de tourner plus librement, la couche 28 est chauffée au voisinage de sa transition vitreuse, le champ électrique E est alors appliqué, puis la couche 28 est refroidie, en maintenant le champ électrique. A ce sujet, on se reportera au document suivant: [6] Singer K.D., Kuzyk M.G. and Sohn J.E., "Orientationally ordered electro-optic materials", publié dans "Nonlinear optical and electroactive 20 polymers", P.N. Prasad and D.R. Ulrich Editors, Plenum Press, New York 1988, pages 189 à 204.

On se reportera aussi à la figure 3 où l'on voit les cycles de température (courbe I) et de champ électrique (courbe II) pour polariser la couche active, ou film actif, 28. La température T, le champ électrique E et le temps t sont respectivement exprimés en C, en V/cm et en minutes.

Il faut noter que la couche 28 est polarisée d'une façon homogène, de façon à ne pas créer 30 un réseau de Bragg statique.

B 14297.3 PV A ce stade, le confinement bidimensionnel du cour 32 du guide peut être réalisé, soit par blanchiment à travers un masque, soit par gravure ionique réactive (RIE) dans un plasma (figure 4).

Une deuxième couche tampon 34, ou couche de confinement supérieure (figure 5), est alors déposée sur le coeur 32 du guide, puis une deuxième électrode 36 est formée par évaporation sur le système tri-couche ainsi obtenu. Elle est ensuite structurée en forme de peigne, avec un pas ( pitch ) donné par l'équation (1).

Typiquement, pour une longueur d'onde égale à 1500nm et un mode d'indice effectif voisin de 1,5, ceci conduit à un pas de 0,5 m.

On indique maintenant le principe de fonctionnement du dispositif dont on vient de voir la fabrication.

Comme nous l'avons expliqué au tout début, le principe de fonctionnement de ce dispositif, qui constitue un interrupteur optique, est de réfléchir les modes qui satisfassent l'équation (1). Il faut distinguer le cas où la réflexion a lieu pour le mode d'ordre 1 (p=1 dans l'équation) et la réflexion pour les modes d'ordres supérieurs (p>l).

Si la réflexion a lieu dans le mode d'ordre 1 du réseau de Bragg, ce mode réfléchi et guidé est le seul à pouvoir exister.

Par contre, si l'on double l'espacement entre les électrodes (l m au lieu de 0,5 m), la réflexion a lieu dans le mode d'ordre 2 du réseau de Bragg. Mais il existe aussi l'ordre 1, dont la B 14297.3 PV 2857109 18 composante du vecteur d'onde parallèlement au guide est nulle.

Ce mode ne se propage donc plus dans le guide, mais découple l'intensité lumineuse, perpendiculairement configuration est donc elle facilite la structuration de de peigne).

Le dispositif décrit se distingue de celui qui est décrit dans le document [1] en ce sens que le faisceau est réfléchi dans le même guide au moyen du réseau de Bragg induit alors que, dans le document [1], le réseau de Bragg induit sert à faire basculer le faisceau du coeur d'un guide d'onde optique à un autre coeur de ce guide.

L'efficacité du réseau contrôlable est directement liée au contraste d'indice entre les régions où le champ électrique appliqué est maximum (E1) et celles où il est minimum (E2), conformément à l'équation (3).

L'alternance de ces valeurs est représentée sur la figure 6. On y voit ainsi ce champ électrique juste au dessous des dents 38 de l'électrode en forme de peigne (champ maximum E1) et juste en dessous des zones séparant les dents 38 (champ minimum E2).

Le pas P des dents vaut environ 0,5 m, la distance H entre l'électrode 24 et l'électrode 36 est supérieure ou égale à 5 m et la distance h entre le c ur 32 et l'électrode 36 vaut quelques micromètres, par exemple 31.tm. B 14297.3 PV à l'axe du guide. Cette à éviter absolument (même si l'électrode en forme L'ordre de grandeur de cette alternance est obtenu en écrivant que le rapport E1 E2 (E moyen) est proportionnel au rapport pas du peigne épaisseur transverse qui est lui-même de l'ordre de 0,1.

Avec un coefficient électro-optique de 30pm/V, un champ électrique de commande de 50V/11m (5x107 V. m 1) et un indice égale à 1, 5, l'équation (3) donne une variation d'indice moyen de 2,5x10-3 d'où, d'après les proportionnalités précédentes, un contraste d'indice d'environ 2,5x10-4 dans le réseau. Pour avoir un coefficient de réflexion de l'ordre de l'unité, il faut donc un réseau ayant une longueur voisine de 1cm.

Le dispositif que nous venons de décrire ne fonctionne que pour un mode d'indice effectif satisfaisant la relation de Bragg de l'équation (1). Il peut être accordé sur d'autre modes: a) en faisant varier la température, ce qui 20 change globalement l'indice de réfraction du guide, et donc l'indice effectif du mode nm, et b) en faisant varier le pas A du réseau de Bragg par étirement ou compression mécanique du substrat, ce qui est d'autant plus aisé que celui-ci est flexible (substrat plastique mince).

Dans un autre exemple du dispositif objet de l'invention, le coeur du guide d'onde optique de la figure 1 est en un matériau thermo-optique.

On crée le réseau de Bragg dans la zone 16 30 en engendrant une modulation de température dans cette B 14297.3 PV zone. Pour ce faire, on chauffe l'électrode 12 en forme de peigne par effet Joule, en y faisant circuler un courant électrique. La chaleur ainsi localement engendrée se transmet par conduction à la zone 16 où la modulation de température est ainsi obtenue.

En outre, dans cet autre exemple, l'électrode 4 est supprimée.

En tant que matériau thermo-optique, on peut utiliser des polymères optiques (tels que, par exemple, polyméthylmétacrylate, polycarbonate, polyamide, ...) dont la variation d'indice (An) avec la température est de l'ordre de 10-4/ C (An-10-4/ C).

Pour la fabrication de cet autre dispositif conforme à l'invention, comprenant encore un guide d'onde optique ruban planaire, on procède encore par dépôts successifs et gravures (pour la formation du c ur du guide et de l'électrode en forme de peigne), à partir d'une structure du genre de celle de la figure 2 (où la couche 24 est alors supprimée et la couche 28 est maintenant en matériau thermo-optique).

B 14297.3 PV 2857109 21

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Dispositif optique, caractérisé en ce qu'il comprend: - un guide d'onde optique ruban planaire, comprenant un coeur (6, 32) entre deux couches de confinement (8-10, 26-34), et - des moyens d'inscription (4-12, 24-36) prévus pour inscrire de façon temporaire, dans le coeur de ce guide d'onde optique ruban planaire, un réseau de Bragg apte à réfléchir totalement un mode de fréquence optique donnée, qui se propage dans ce coeur.

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'inscription comprennent une première électrode (12, 36) en forme de peigne qui recouvre totalement le coeur (6, 32) du guide d'onde optique ruban planaire, sur au moins une portion longitudinale de ce guide d'onde optique ruban planaire, cette première électrode comprenant des dents (38) qui s'étendent transversalement au coeur du guide d'onde optique ruban planaire.

3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la distance entre la première électrode (36) et le coeur (32) du guide d'onde optique ruban planaire est inférieure à 10 m.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel les moyens d'inscription comprennent en outre une deuxième électrode (4, 24) et dans lequel le coeur (6, 32) du guide d'onde optique ruban planaire est compris entre les première et deuxième électrodes et fait d'un matériau électro-optique où un champ électrique B 14297.3 PV 2857109 22 spatialement modulé est engendré lorsqu'une tension électrique est appliquée entre les première et deuxième électrodes, ce champ électrique spatialement modulé engendrant le réseau de Bragg dans le coeur du guide d'onde optique ruban planaire.

5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le matériau électrooptique est un polymère électro-optique.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel le coeur (6, 32) du guide d'onde optique ruban planaire est fait d'un matériau thermo-optique où une température spatialement modulée est engendrée lorsqu'un courant électrique circule dans la première électrode, cette température spatialement modulée engendrant le réseau de Bragg dans le coeur du guide d'onde optique ruban planaire.

B 14297.3 PV