FR3028324A1 - - Google Patents

Abstract

Convertisseur de taille de mode (102) incluant un guide d'ondes de recouvrement (106) qui comporte une extrémité d'entrée (130) configurée pour recevoir de la lumière provenant d'un élément optique (104). Le guide d'ondes de recouvrement (106) présente un premier indice de réfraction. Le convertisseur de taille de mode (102) comprend également un guide d'ondes de signal (108) qui est intégré dans le guide d'ondes de recouvrement (106) et présente un deuxième indice de réfraction qui est supérieur au premier indice de réfraction. Le guide d'ondes de signal (108) comprend des premier et deuxième segments de bras (160, 162) et un segment de tronc (164) qui forment une jonction en Y (166). Les premier et deuxième segments de bras (160, 162) sont configurés pour réduire un profil modal de la lumière qui se propage vers le segment de tronc (164) depuis l'extrémité d'entrée (130) du guide d'ondes de recouvrement (106). Chacun des premier et deuxième segments de bras (160, 162) comporte une extrémité distale (182) et une paire de bords latéraux opposés, les bords de la paire de bords latéraux s'étendant parallèlement l'un à l'autre entre l'extrémité distale correspondante (182) et le segment de tronc (164).

Description

CONVERTISSEURS DE GRANDEUR DE MODE POUR RÉDUIRE UN PROFIL MODAL DE LUMIÈRE INCIDENTE CONTEXTE DE L'INVENTION [0001] Le présent contenu a trait de manière générale à des convertisseurs de taille de mode qui changent un profil modal de propagation de lumière, et à des dispositifs 5 optiques comprenant ces convertisseurs de taille de mode. [0002] Des dispositifs optiques sont récemment utilisés dans de plus en plus d'industries, et en particulier des dispositifs optiques développés par photonique sur silicium De tels dispositifs optiques comprennent les circuits intégrés photoniques, soit Photonic Integrated Circuit (PIC), qui peuvent être utilisés pour diverses 10 applications dans le domaine de la communication optique, de l'instrumentation et du traitement de signal. Un circuit intégré PIC peut comporter des guides d'ondes submicroniques pour interconnecter divers composants sur puce, tels que des commutateurs optiques, des coupleurs, des routeurs, des répartiteurs, des multiplexeurs/démultiplexeurs, des modulateurs, des amplificateurs, des 15 convertisseurs de longueur d'onde, des convertisseurs de signaux optique-électrique et des convertisseurs de signaux électrique-optique. Un avantage des systèmes PIC est leur potentiel de fabrication à grande échelle et leur intégration via des techniques connues de fabrication de semi-conducteurs, tels que les semi-conducteurs à oxyde de métal complémentaire, soit Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS). 20 [0003] Un PIC peut être couplé optiquement à une fibre optique externe de telle sorte que le PIC reçoive de la lumière provenant de la fibre optique et/ou dirige de la lumière dans la fibre optique. Il peut toutefois être compliqué de coupler optiquement la fibre optique avec le PIC de manière fiable et efficace. La fibre optique présente par exemple une surface en coupe transversale beaucoup plus grande que la surface en 25 coupe transversale du guide d'ondes submicronique du PIC. Par conséquent, la lumière qui se propage à l'intérieur de la fibre optique présentera un profil modal beaucoup plus large que le profil modal de la lumière dans les guides d'ondes du PIC. Quand la lumière effectue la transition entre la fibre optique et le PIC, le profil modal de la lumière doit changer de taille (ce processus étant appelé conversion de mode) sans pertes significatives. [0004] Un convertisseur de taille de mode connu (le convertisseur de taille de point) comprend un guide d'ondes de recouvrement (ou de revêtement) et un guide d'ondes en silicium qui est intégré dans le guide d'ondes de recouvrement. Le guide d'ondes en silicium présente une géométrie conique inversée dans laquelle une extrémité du guide d'ondes en silicium est positionnée à proximité d'un bord du guide d'ondes de recouvrement. Au fur et à mesure que le guide d'ondes en silicium s'étend depuis l'extrémité, la largeur du guide d'ondes en silicium augmente adiabatiquement vers une surface en coupe transversale finale qui est capable de prendre en charge un mode de propagation. La lumière de la fibre optique entre à travers le bord du guide d'ondes de recouvrement et est couplée de manière évanescente au guide d'ondes en silicium. La lumière est progressivement plus confinée au fur et à mesure que le guide d'ondes en silicium s'élargit vers le guide d'ondes à bande monomode. En conséquence, le profil modal de la lumière provenant de la fibre optique est réduit à une taille adaptée pour une propagation à travers le guide d'ondes en silicium. [0005] Bien que de tels convertisseurs de taille de mode puissent effectivement réduire le profil modal, les convertisseurs de taille de mode peuvent présenter certains défis ou inconvénients. Le convertisseur de taille de mode peut par exemple présenter un rendement de couplage insuffisant, une faible tolérance d'alignement, et/ou sa fabrication peut ne pas être commercialement viable. [0006] En conséquence, il existe un besoin pour un convertisseur de taille de mode qui présente un rendement de couplage suffisant, une tolérance d'alignement élevée, et/ou des coûts de fabrication non prohibitifs. BRÈVE DESCRIPTION [0007] Dans un mode de réalisation est pourvu un convertisseur de taille de mode qui comprend un guide d'ondes de recouvrement ayant une extrémité d'entrée configurée pour recevoir de la lumière provenant d'un élément optique. Le guide d'ondes de recouvrement présente un premier indice de réfraction. Le convertisseur de taille de mode comprend également un guide d'ondes de signal qui est intégré dans le guide d'ondes de recouvrement et présente un deuxième indice de réfraction supérieur au premier indice de réfraction. Le guide d'ondes de signal comprend des premier e deuxième segments de bras et un segment de tronc qui forment une jonction en Y. Les premier et deuxième segments de bras sont configurés pour réduire un profil modal de la lumière qui se propage depuis l'extrémité d'entrée du guide d'ondes de recouvrement vers le segment de tronc. Chacun des premier et deuxième segments de bras comporte une extrémité distale et une paire de bords latéraux opposés. Les bords de la paire de bords latéraux s'étendent parallèlement l'un à l'autre entre l'extrémité distale correspondante et le segment de tronc. 10 [0008] Dans certains modes de réalisation, chacun des premier et deuxième segments de bras peut inclure une extension inclinée et une portion de base qui est couplée à l'extension inclinée correspondante. Les extensions inclinées des premier et deuxième segments de bras peuvent former un motif en forme de V. Les portions de base des premier et deuxième segments peuvent s'étendre de manière essentiellement 15 parallèle avec un intervalle utilisable entre elles. [0009] Dans certains modes de réalisation, le segment de tronc peut inclure une portion intermédiaire et une portion de guidage. La portion intermédiaire peut se coupler aux premier et deuxième segments de bras et présenter une géométrie conique inversée qui se réduit depuis une base de la portion intermédiaire jusqu'à une 20 extrémité de couplage de la portion intermédiaire. L'extrémité de couplage peut se coupler aux premier et deuxième segments de bras. La base peut se coupler à la portion de guidage du segment de tronc. [0010] Dans certains modes de réalisation, la lumière peut être configurée pour se propager le long d'un axe de propagation de lumière depuis l'extrémité d'entrée du 25 guide d'ondes de recouvrement vers le segment de tronc. La jonction en Y peut être symétrique par rapport à un plan qui comprend l'axe de propagation de lumière. [0011] Dans certains modes de réalisation, le guide d'ondes de recouvrement présente une largeur et comprend une section conique. La largeur du guide d'ondes de recouvrement peut se réduire le long de la section conique au fur et à mesure que le 30 guide d'ondes de recouvrement s'étend depuis l'extrémité d'entrée vers le guide d'ondes de signal. Le guide d'ondes de recouvrement peut éventuellement inclure une section de canal dans laquelle est agencée au moins une portion du guide d'ondes de signal. La section conique peut être située entre l'extrémité d'entrée et la section de canal. Dans certains modes de réalisation, les extrémités distales des premier et deuxième segments de bras peuvent être agencées dans la section conique, dans la section de canal ou à une délimitation entre celles-ci. Dans des môdes de réalisation particuliers, les extrémités distales des premier et deuxième segments de bras sont agencées à la délimitation entre la section de canal et la section conique, ou immédiatement à proximité de cette délimitation. Dans certains modes de réalisation, le convertisseur de taille de mode peut être formé via au moins un processus parmi un processus de type silicium sur isolant (SOI) et un processus de type semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire (CMOS). [0012] Dans un mode de réalisation est pourvu un convertisseur de taille de mode qui comprend un guide d'ondes de recouvrement ayant une extrémité d'entrée configurée pour recevoir de la lumière provenant d'un élément optique. Le guide d'ondes de recouvrement présente un premier indice de réfraction. Le convertisseur de taille de mode comprend également un guide d'ondes de signal qui est intégré dans le guide d'ondes de recouvrement et présente un deuxième indice de réfraction qui est supérieur au premier indice de réfraction. Le guide d'ondes de signal comprend des premier et deuxième segments de bras et un segment de tronc qui forment une jonction en Y. Les premier et deuxième segments de bras sont configurés pour réduire un profil modal de la lumière qui se propage depuis l'extrémité d'entrée du guide d'ondes de recouvrement vers le segment de tronc. Chacun des premier et deuxième segments de bras comprend une extension inclinée et une portion de base qui est couplée à l'extension inclinée. Les extensions inclinées des premier et deuxième segments de bras forment un motif en forme de V. Les portions de base des premier et deuxième segments s'étendent de manière essentiellement parallèle avec un intervalle utilisable entre elles. [0013] Dans certains modes de réalisation, chacun des premier et deuxième segments de bras comporte une extrémité distale et une paire de bords latéraux 30 opposés. Les bords de la paire de bords latéraux peuvent s'étendre parallèlement l'un à l'autre entre l'extrémité distale correspondante et le segment de tronc. Dans certains modes de réalisation, le segment de tronc peut inclure une portion intermédiaire et une portion de guidage, la portion intermédiaire se couplant aux premier et deuxième segments de bras et présentant une géométrie conique inversée qui se réduit depuis une base de la portion intermédiaire jusqu'à une extrémité de couplage de la portion intermédiaire, l'extrémité de couplage se couplant aux premier et deuxième segments de bras, la base se couplant à la portion de guidage du segment de tronc. [0014] Dans certains modes de réalisation, les portions de base des premier et deuxième segments peuvent présenter des géométries coniques inversées. Chacune des portions de base peut s'étendre entre une extrémité de jonction qui se couple à l'extension inclinée correspondante et une extrémité de base qui se couple au segment de tronc. Dans certains modes de réalisation, la lumière peut être configurée pour se propager le long d'un axe de propagation de lumière depuis l'extrémité d'entrée du guide d'ondes de recouvrement vers le segment de tronc, la jonction en Y pouvant être symétrique par rapport à un plan qui comprend l'axe de propagation de lumière.

Dans certains modes de réalisation, le guide d'ondes de recouvrement peut présenter une largeur et comprendre une section conique, la largeur du guide d'ondes de recouvrement se réduisant le long de la section conique au fur et à mesure que le guide d'ondes de recouvrement s'étend depuis l'extrémité d'entrée vers le guide d'ondes de signal. Le guide d'ondes de recouvrement peut éventuellement inclure une 20 section de canal dans laquelle est agencée au moins une portion du guide d'ondes de signal, la section conique étant située entre l'extrémité d'entrée et la section de canal. Les extrémités distales des premier et deuxième segments de bras peuvent éventuellement être agencées dans la section conique, dans la section de canal ou à une délimitation entre celles-ci. Les extrémités distales des premier et deuxième 25 segments de bras peuvent éventuellement être agencées à une délimitation entre la section de canal et la section conique, ou immédiatement à proximité de cette délimitation. [0015] Dans certains modes de réalisation, le convertisseur de taille de mode comprend également une couche de substrat qui supporte le guide d'ondes de signal et 30 le guide d'ondes de recouvrement. La couche de substrat peut comporter une extension de montage qui s'étend au-delà de l'extrémité d'entrée du guide d'ondes de recouvrement. Dans certains modes de réalisation, le convertisseur de taille de mode peut être formé via au moins un processus parmi un processus de type silicium sur isolant (SOI) et un processus de type semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire (CMOS).

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0016] La figure 1 est une illustration schématique d'un dispositif optique comprenant un convertisseur de taille de mode MSC, soit Mode Size Converter, formé conformément à un mode de réalisation. [0017] La figure 2A est une vue agrandie du dispositif optique montrant le MSC plus en détail. [0018] La figure 2B est une section transversale du dispositif optique réalisée selon la ligne 2B-2B de la figure 2A. [0019] La figure 3 est une vue en plan d'un guide d'ondes de signal du MSC formé conformément à un mode de réalisation. [0020] La figure 4 est une vue en plan d'un guide d'ondes de signal formé conformément à un mode de réalisation. [0021] La figure 5 est une vue agrandie d'un dispositif optique comportant un MSC qui comprend le guide d'ondes de signal de la figure 4. [0022] La figure 6 est une section transversale d'un MSC formé conformément à un 20 mode de réalisation. [0023] La figure 7 est une autre section transversale du MSC de la figure 6 illustrant comment la lumière entrante est progressivement confinée par un guide d'ondes de signal du MSC. [0024] La figure 8 est une autre section transversale du MSC de la figure 6 25 illustrant comment la lumière entrante est sensiblement confinée dans le guide d'ondes de signal. [0025] La figure 9 est une vue en plan d'un guide d'ondes de signal formé conformément à un mode de réalisation.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0026] La figure 1 est une illustration schématique d'une portion d'un dispositif optique 100 comprenant un convertisseur de taille de mode (MSC) 102 formé conformément à un mode de réalisation. Le MSC 102 peut également être désigné comme un convertisseur de taille de point (SSC) et est configuré pour réduire (ou élargir) un profil modal de lumière propagée. Le profil modal peut aussi être appelé profil de champ de mode. Sur la figure 1, le dispositif optique 100 comprend un seul MSC 102, mais peut inclure plusieurs MSC 102 dans d'autres modes de réalisation. Le dispositif optique 100 est configuré pour recevoir de la lumière (ou des signaux lumineux), traiter ou moduler la lumière de manière déterminée, puis émettre la 10 lumière traitée ou modulée. Dans d'autres modes de réalisation, le dispositif optique 100 reçoit et traite uniquement la lumière. Le dispositif optique 100 peut par exemple inclure un convertisseur de signaux optique-électrique. Dans d'autres modes de réalisation, le dispositif optique 100 traite et émet uniquement de la lumière via le MSC 102. Le dispositif optique 100 peut par exemple inclure un convertisseur de 15 signaux électrique-optique. Dans un mode de réalisation alternatif, le dispositif optique 100 reçoit et émet la lumière sans traiter les signaux lumineux. La lumière peut se présenter par exemple sous forme de signaux de données optiques. Dans un exemple de mode de réalisation, le dispositif optique 100 est un circuit intégré photonique (PIC) utilisé pour communiquer et/ou traiter les signaux optiques. Il faut 20 toutefois comprendre que le dispositif optique 100 peut être utilisé dans d'autres applications. Le dispositif optique 100 peut par exemple être un capteur comportant un échantillon qui module les signaux lumineux et/ou émet des signaux lumineux sur base de propriétés de l'échantillon. Le dispositif optique 100 peut aussi être incorporé dans un système ou dispositif plus grand. 25 [0027] Dans certains modes de réalisation, le dispositif optique 100 est un dispositif intégré qui comprend une puce photonique au silicium. Au moins une portion du dispositif optique 100 peut être fabriquée selon des processus utilisés pour fabriquer des semi-conducteurs. Le dispositif optique 100 peut par exemple être fabriqué selon des processus de production de dispositifs de type semi-conducteur à oxyde de métal 30 complémentaire (CMOS) et/ou de dispositifs de type silicium sur isolant (SOI). Plus spécifiquement, le dispositif optique 100 peut être fabriqué par croissance, dépôt, gravure, traitement lithographique ou autre modification d'une pluralité de couches de substrat empilées. Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif optique 100 est entièrement fabriqué selon des processus de type CMOS ou SOI. [0028] Le dispositif optique 100 et/ou le MSC 102 comprend une pluralité de couches de substrat qui sont empilées les unes sur les autres. À titre d'exemple, les couches de substrat peuvent inclure une ou plusieurs couches d'oxyde de silicium, une ou plusieurs couches de nitrure de silicium, une ou plusieurs couches de silicium, une ou plusieurs couches d'oxyde enfoui, une ou plusieurs couches de polymère, et/ou une 10 ou plusieurs couches d'oxynitrure de silicium (SiON). Les diverses couches peuvent présenter des indices de réfraction pour diriger la lumière tel que décrit ici. [0029] Le dispositif optique 100 est configuré pour se coupler optiquement à un élément optique 104. Dans le mode de réalisation illustré, l'élément optique 104 est une fibre optique (par exemple une fibre monomode (SMF)). Le mode optique dans la 15 fibre optique peut présenter par exemple un diamètre compris entre environ 9,2 micromètres et environ 10,4 micromètres. Dans d'autres modes de réalisation cependant, l'élément optique 104 peut être un autre type d'élément optique capable de transmettre de la lumière. L'élément optique 104 peut être par exemple un guide d'ondes planaire, une source de lumière ou un détecteur de lumière. Dans certains 20 modes de réalisation, le dispositif optique 100 peut fonctionner de manière bidirectionnelle de telle sorte que de la lumière peut être fournie par l'élément optique 104 au MSC 102, ou en variante par le MSC 102 à l'élément optique 104. En conséquence, bien que la description détaillée ci-après puisse utiliser des termes directionnels lorsqu'elle détaille la propagation de la lumière, il faut comprendre que 25 dans certains modes de réalisation, la lumière peut se propager en direction opposée. De même, bien que des termes tels que « par-dessus », « recouvrement » ou « élévation » puissent être utilisés ici, il faut comprendre que le dispositif optique 100 peut présenter une orientation quelconque par rapport à la direction de la gravité. [0030] Le MSC 102 peut inclure un guide d'ondes de recouvrement 106 et un guide 30 d'ondes de signal 108 qui est au moins partiellement enfoui dans ou sous le guide d'ondes de recouvrement 106. Le guide d'ondes de signal 108 peut être désigné comme un guide d'ondes nanofil dans certains modes de réalisation. Le MSC 102 peut également inclure un corps ou une couche de revêtement 110 qui est agencé pardessus le guide d'ondes de recouvrement 106. Le guide d'ondes de recouvrement 106 peut être au moins partiellement intégré ou enfoui dans la couche de revêtement 110.

Le MSC 102 est configuré pour recevoir de la lumière de l'élément optique 104 et réduire un profil modal de la lumière entrante en un profil modal qui est suffisant pour une propagation à travers le guide d'ondes de signal 108. En variante, le MSC 102 peut être configuré pour élargir un profil modal de lumière sortante et procurer la lumière sortante à l'élément optique 104. [0031] Le guide d'ondes de signal 108 est couplé en communication avec un circuit optique 112. Le circuit optique 112 est illustré de manière générale comme un bloc dans la figure 1, étant donné qu'il faut comprendre que divers circuits optiques peuvent être utilisés. Le circuit optique 112 peut être configuré pour traiter la lumière (ou les signaux lumineux) qui se propagent à travers le dispositif optique 100 de manière prédéterminée. Des applications pour le dispositif optique 100 ou le circuit optique 112 sont par exemple, sans s'y limiter, les commutateurs optiques, les coupleurs, les routeurs, les répartiteurs, les modulateurs, les amplificateurs, les multiplexeurs/démultiplexeurs, les convertisseurs de longueur d'onde, et les convertisseurs de signaux optique-électrique ou électrique-optique. Dans d'autres modes de réalisation, le circuit optique 112 peut faire partie d'un capteur qui est configuré pour détecter une ou plusieurs propriétés d'un environnement ou d'un échantillon. [0032] Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif optique 100 comprend également un substrat de dispositif 114 comportant des première et deuxième couches de substrat 116, 118. Le guide d'ondes de signal 108, le guide d'ondes de recouvrement 106 et la couche de revêtement 110 sont empilés sur le substrat de dispositif 114. Comme illustré, le MSC 102 est une structure de couplage dans le plan qui est configurée pour recevoir de la lumière qui se propage dans une direction parallèle à un plan du substrat de dispositif 114. Dans un exemple de mode de réalisation, les première et deuxième couches de substrat 116, 118 sont formées pour s'engager avec l'élément optique 104. La première couche de substrat 116 foi nie par exemple une extension de montage 117 qui s'étend au-delà de la deuxième couche de substrat 118. L'extension de montage 117 comprend une rainure 120 qui est dimensionnée et formée en fonction de l'élément optique 104. La taille et la forme de la rainure 120 peut être par exemple configurée pour aligner l'élément optique 104 (par exemple une fibre optique) par rapport au MSC 102 de manière à ce que la lumière qui se propage à travers l'élément optique 104 puisse être reçue efficacement par le dispositif optique 100. [0033] La figure 2A est une vue agrandie d'une portion du dispositif optique 100 comprenant le MSC 102, et la figure 2B est une section transversale du dispositif optique 100 réalisée selon la ligne 2B-2B de la figure 2A. La couche de revêtement 110 comprend une face ou extrémité d'entrée 130 (figure 2A), et le guide d'ondes de recouvrement 106 comprend une face ou extrémité d'entrée 132 (figure 2A). Les extrémités d'entrée 130, 132 peuvent être planaires ou planes. Au moins l'une des extrémités d'entrée 130, 132 est exposée à l'extérieur du dispositif optique 100 et peut recevoir de la lumière provenant de l'élément optique 104 (figure 1). L'élément optique 104 peut par exemple être positionné de telle manière que l'élément optique 104 vient à butée contre l'extrémité d'entrée 130 et/ou l'extrémité d'entrée 132, ou est positionné de manière immédiatement adjacente à celle-ci. Dans un exemple de mode de réalisation, l'extension de montage 117 (figure 1) de la première couche de substrat 116 s'étend au-delà des extrémités d'entrée 130, 132. La lumière se propage à travers l'extrémité d'entrée 132 du guide d'ondes de recouvrement 106. [0034] Tel que décrit ci-avant, le dispositif optique 100 et le MSC 102 peuvent être formés à partir d'une pluralité de couches de substrat. Les couches de substrat peuvent présenter différents indices de réfraction. Chacune des couches de substrat peut inclure une couche unique ou une pluralité de sous-couches. La couche de revêtement 110 peut par exemple inclure une multitude de sous-couches de revêtement. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, la couche de revêtement 110 peut être constituée d'un polymère ou d'oxynitrure de silicium (SiON) présentant un indice de réfraction d'environ 1,50 par exemple. Le guide d'ondes de recouvrement 106 -peut être constitué d'un polymère ou de SiON et présenter un indice de réfraction d'environ 1,50 à environ 1,60 par exemple. Une couche de protection 107 peut éventuellement s'étendre entre le guide d'ondes de recouvrement 106 et le guide d'ondes de signal 108. La couche de protection 107 peut comprendre par exemple du nitrure de silicium et présenter un indice de réfraction d'environ 2,00 par exemple. Le guide d'ondes de signal 108 peut être constitué de silicium et présenter un indice de réfraction d'environ 3,50 par exemple. La deuxième couche de substrat 118 peut être constituée d'oxyde de silicium et présenter un indice de réfraction d'environ 1,45 par exemple. La première couche de substrat 116 peut être constituée de silicium et présenter un indice de réfraction d'environ 3,50 par exemple. [0035] Sur la figure 2A, le guide d'ondes de recouvrement 106 est configuré pour recevoir la lumière et lui permettre de se propager vers le guide d'ondes de signal 108. Le guide d'ondes de recouvrement 106 peut éventuellement inclure une ou plusieurs portions avec différentes surfaces en coupe transversale. Comme illustré, le dispositif optique 100 est orienté par rapport à des axes mutuellement perpendiculaires 191-193, comprenant un axe longitudinal 191, un axe latéral 192, et un axe d'élévation 193. Le guide d'ondes de recouvrement 106 présente une hauteur 134 qui est mesurée selon l'axe d'élévation 193 et une largeur 136 qui est mesurée selon l'axe latéral 192. La lumière provenant de l'élément optique 104 est configurée pour se propager à travers les extrémités d'entrée 132 selon un axe de propagation de lumière 198 (illustré sur la figure 2B et sur la figure 3) qui est parallèle à l'axe longitudinal 191. Dans certains modes de réalisation, l'axe de propagation de lumière 198 s'étend à travers un centre géométrique du guide d'ondes de recouvrement 106 de telle sorte que l'axe de propagation de lumière 198 est situé au-dessus du guide d'ondes de signal 108. [0036] Dans certains modes de réalisation, la surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 106 peut changer de taille de manière à convertir le profil modal de la lumière propagée. La surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 106 peut par exemple décroître au fur et à mesure que la lumière se propage à travers celui-ci, de manière à réduire ou diminuer le profil modal de la lumière. Dans des modes de réalisation particuliers, la largeur 136 varie le long de différentes sections du guide d'ondes de recouvrement 106. Tel qu'illustré sur la figure 2A, le guide d'ondes de recouvrement 106 présente un profil d'entrée 151, une première section transversale 152, une deuxième section transversale 153 et un profil de sortie 154, qui peut être désigné comme une troisième section transversale. Dans le mode de réalisation illustré, la hauteur 134 est uniforme depuis le profil d'entrée 151 jusqu'au profil de sortie 154 (ou troisième section transversale). Le profil de sortie 154 peut constituer ou non une extrémité du guide d'ondes de recouvrement 106. Plus spécifiquement, le guide d'ondes de recouvrement 106 peut continuer au-delà que de ce qui est représenté sur la figure 2A avec le guide d'ondes de signal 108. [0037] Le profil d'entrée 151, les première et deuxième sections transversales 152, 153 et le profil de sortie 154 illustrent un guide d'ondes de recouvrement 106 comportant trois sections ou portions différentes. Plus spécifiquement, le guide d'ondes de recouvrement 106 peut inclure une section de réception 140 qui s'étend entre le profil d'entrée 151 et la première section transversale 152, une section conique 142 qui s'étend entre les première et deuxième sections transversales 152, 153, et une section de canal 144 qui s'étend entre la deuxième section transversale 153 et le profil de sortie 154. La figure 2B est une section transversale de la section de canal 144. Chacune des première et deuxième sections transversales 152, 153 peut être désignée par une délimitation entre les sections adjacentes. La deuxième section transversale 153 peut par exemple être désignée par la délimitation 153 entre la section conique 142 et la section de canal 144. Dans un exemple de mode de réalisation, l'axe de propagation de lumière 198 s'étend généralement à travers un centre géométrique de la section de réception 140. L'axe de propagation de lumière 198 peut également s'étendre de manière générale à travers des centres géométriques de la section conique 142 et de la section de canal 144. [0038] Chacune des sections parmi la section de réception 140, la section conique 142 et la section de canal 144 présente une surface en coupe transversale différente transversalement à l'axe de propagation de lumière 198. La surface en coupe transversale de la section de réception 140 est uniforme depuis le profil d'entrée 151 jusqu'à la première section transversale 152. Toutefois, la surface en coupe transversale de la section conique 142 se réduit ou diminue progressivement au fur et à mesure que la section conique 142 s'étend depuis la première section transversale 152 vers la deuxième section transversale 153. La largeur 136 du guide d'ondes de recouvrement 106 se réduit en particulier depuis la première section transversale 152 vers la deuxième section transversale 153. Le taux de réduction peut être configuré pour réduire le profil modal d'une quantité déterminée. Dans d'autres modes de réalisation, la hauteur 134 peut diminuer (par exemple par l'utilisation de couches empilées de différentes dimensions) sur la section conique 142. La surface en coupe transversale de la section de canal 144 est uniforme depuis la deuxième section transversale 153 jusqu'au profil de sortie 154. Dans d'autres modes de réalisation, la section de canal 144 peut aussi diminuer progressivement. [0039] Tel que représenté sur les figures 2A et 2B, le guide d'ondes de signal 108 est intégré ou enfoui dans la deuxième couche de substrat 118. Dans d'autres modes de réalisation toutefois, le guide d'ondes de signal 108 peut être positionné au-dessus de la deuxième couche de substrat 118. Le guide d'ondes de signal 108 peut par exemple être positionné au-dessus de la deuxième couche de substrat 118 et intégré dans une couche de protection et/ou dans le guide d'ondes de recouvrement 106. Dans le mode de réalisation illustré, la couche de protection 107 s'étend toutefois entre le guide d'ondes de recouvrement 106 et le guide d'ondes de signal 108. Le guide d'ondes de signal 108 présente un indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction de la deuxième couche de substrat 118 et à l'indice de réfraction de la couche de protection 107. Tel que décrit ci-avant, la deuxième couche de substrat 118 peut par exemple présenter un indice de réfraction d'environ 1,45, la couche de protection peut présenter un indice de réfraction d'environ 2,00, et le guide d'ondes de signal 108 peut présenter un deuxième indice de réfraction d'environ 3,50. Tel qu'illustré sur la figure 2A, le guide d'ondes de signal 108 comprend les premier et deuxième segments de bras 160, 162 et un segment de tronc 164. Le segment de tronc 164 peut être une portion du guide d'ondes de signal 108 configurée pour satisfaire à un mode de propagation de la lumière. Les premier et deuxième segments de bras 160, 162 et le segment de tronc 164 peuvent former une jonction en Y 166. [0040] Tel que décrit ici, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 du guide d'ondes de signal 108 sont configurés pour réduire un profil modal de la lumière qui se propage depuis l'extrémité d'entrée 132 du guide d'ondes de recouvrement 106 vers le segment de tronc 164. Dans certains modes de réalisation, le guide d'ondes de signal 108 est agencé dans la section conique 142 et la section de canal 144, mais pas dans la section de réception 140. Dans d'autres modes de réalisation, le guide d'ondes de signal 108 est agencé uniquement dans la section de canal 144. Dans des modes de réalisation alternatifs, le guide d'ondes de signal 108 peut être agencé dans la section de réception 140, la section conique 142 et la section de canal 144. Dans certains modes de réalisation, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 sont configurés en fonction des formes des différentes sections du guide d'ondes de recouvrement 106 pour convertir le profil modal de la lumière de manière efficace. [0041] La figure 3 est une vue en plan du guide d'ondes de signal 108 du MSC 102 (figure 1). Le segment de tronc 164 comprend une portion intermédiaire 170 et une portion de guidage 172. Dans le mode de réalisation illustré, la portion intermédiaire 170 et la portion de guidage 172 n'ont pas une forme en coupe transversale commune ou uniforme. La portion intermédiaire 170 peut par exemple présenter une géométrie conique inversée. Plus spécifiquement, la portion intermédiaire 170 comprend une base 176 et une extrémité de couplage 178. Le guide d'ondes de signal 108 présente une largeur de guide d'ondes 180. Au fur et à mesure que le guide d'ondes de signal 108 s'étend depuis la base 176 vers l'extrémité de couplage 178, la largeur du guide d'ondes 180 peut diminuer ou sa taille se réduire. En variante, la largeur du guide d'ondes 180 augmente au fur et à mesure que le guide d'ondes de signal 108 s'étend depuis l'extrémité de couplage 178 vers la base 176. [0042] Dans de tels modes de réalisation, la largeur du guide d'ondes 180 peut changer selon un taux de conicité. Le taux de conicité peut être configuré pour coupler efficacement la lumière dans le segment de tronc 164. Le taux de conicité peut être basé sur un ou plusieurs facteurs ou paramètres, tels que le profil modal de la lumière entrante, la surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 106 le long du segment de tronc 164, les dimensions des premier et deuxième segments de bras 160, 162, et/ou les positions des premier et deuxième segments de bras 160, 162 l'un par rapport à l'autre. La largeur du guide d'ondes 180 peut être uniforme ou constante le long de la portion de guidage 172. La largeur du guide d'ondes 180 le long de la portion de guidage 172 est configurée pour satisfaire à un mode de propagation de la lumière. [0043] Dans un exemple de mode de réalisation, une hauteur du guide d'ondes de signal 108 est uniforme sur tout le segment de tronc 164 et les premier et deuxième segments de bras 160, 162. Chacun des premier et deuxième segments de bras 160, 162 comporte une pointe ou extrémité distale 182 et une paire de bords latéraux opposés 184, 186. Chacun des premier et deuxième segments de bras 160, 162 présente une longueur 190 qui est mesurée depuis l'extrémité distale 182 jusqu'à l'extrémité de couplage 178 du segment de tronc 164. Comme illustré, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 forment une structure en forme de V qui couple le segment de tronc 164 pour former la jonction en Y 166. Plus spécifiquement, les bords latéraux 184 des premier et deuxième segments de bras 160, 162 se font sensiblement face et sont séparés par un intervalle utilisable 196. L'intervalle utilisable 196 diminue au fur et à mesure que les premier et deuxième segments de bras 160, 162 s'étendent depuis les extrémités distales respectives 182 vers l'extrémité de couplage 178 du segment de tronc 164. Dans le mode de réalisation illustré, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 sont séparés l'un de l'autre quand les premier et deuxième segments de bras 160, 162 rejoignent l'extrémité de couplage 178. L'intervalle utilisable 196 en temps que tel existe le long de l'extrémité de couplage 178 (désignée par 196') ou sur celle-ci. Dans des modes de réalisation alternatifs toutefois, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 peuvent se rejoindre de telle sorte que les bords latéraux 184 forment une jonction en forme de V. [0044] L'intervalle utilisable 196 peut se réduire conformément à un taux de réduction d'intervalle. Le taux de réduction d'intervalle peut être configuré pour coupler efficacement la lumière dans le segment de tronc 164. Le taux de réduction d'intervalle peut être basé sur un ou plusieurs facteurs ou paramètres, tels que le profil modal de la lumière entrante, la surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 106 le long des premier et deuxième segments de bras 160, 162, et/ou les dimensions des premier et deuxième segments de bras 160, 162. [0045] Dans un exemple de mode de réalisation, les longueurs 190 des premier et 30 deuxième segments de bras 160, 162 sont identiques. Dans un exemple de mode de réalisation, la jonction en Y 166 est symétrique par rapport à un plan P1 qui comprend l'axe de propagation de lumière 198, le plan P1 s'étendant en passant par un centre du segment de tronc 164. Le plan P1 et l'axe de propagation de lumière 198 sont tous deux représentés par une ligne pointillée sur la figure 3. Le plan P1 peut s'étendre parallèlement à un plan formé par l'axe d'élévation 192 (figures 2A et 2B) et l'axe longitudinal 191 (figures 2A et 2B). Dans d'autres modes de réalisation toutefois, la jonction en Y 166 peut ne pas être symétrique par rapport au plan P1. [0046] Tel que décrit ici, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 sont configurés pour réduire un profil modal de la lumière qui se propage depuis l'extrémité d'entrée 132 (figure 2) du guide d'ondes de recouvrement 106 (figure 1) vers le segment de tronc 164. Chacun des premier et deuxième segments de bras 160, 162 est par exemple configuré pour recevoir progressivement plus d'énergie lumineuse lorsque la lumière se propage vers le segment de tronc 164. L'énergie lumineuse dans chacun des premier et deuxième segments de bras peut alors fusionner dans le segment de tronc 164 proche de l'extrémité de couplage 178. [0047] Dans le mode de réalisation illustré, les bords de la paire de bords latéraux 184, 186 s'étendent chacun parallèlement l'un à l'autre entre l'extrémité distale correspondante 182 et le segment de tronc 164. Les bords latéraux 184, 186 peuvent par exemple définir entre eux une largeur de bras 188. La largeur de bras 188 peut être uniforme entre l'extrémité distale correspondante 182 et le segment de tronc 164. Tel que formulé ici, les bords de la paire de bords latéraux peuvent s'étendre « parallèlement l'un à l'autre entre l'extrémité distale correspondante et le segment de tronc » si les bords latéraux s'étendent parallèlement entre eux sur au moins 50 % de la longueur 190. Dans le mode de réalisation illustré, les bords latéraux 184, 186 s'étendent parallèlement entre eux depuis l'extrémité distale correspondante 182 jusqu'au segment de tronc 164 sur toute la longueur 190 du segment de bras correspondant. Dans d'autres modes de réalisation cependant, les bords latéraux 184, 186 ne sont pas parallèles sur toute la longueur. Dans certains modes de réalisation par exemple, les bords latéraux 184, 186 peuvent s'étendre parallèlement l'un à l'autre sur au moins 60 % de la longueur 190 ou sur au moins 70 % de la longueur 190. Dans des modes de réalisation plus particuliers, les bords latéraux 184, 186 peuvent s'étendre parallèlement l'un à l'autre sur au moins 80 % de la longueur 190, sur au moins 90 % de la longueur 190, ou sur au moins 95 % de la longueur 190. De même, la largeur de bras 188 peut être uniforme sur au moins 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 85 %, 90 % ou 95 % de la longueur 190. Dans le mode de réalisation illustré, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 sont linéaires depuis le segment de tronc 164 jusqu'à l'extrémité distale 182. Dans d'autres modes de réalisation toutefois, les premier et deuxième segments de bras 160, 162 ne sont pas linéaires depuis le segment de tronc 164 jusqu'à l'extrémité distale 182. Les premier et deuxième segments de bras 160, 162 peuvent par exemple inclure des sous-segments qui présentent différents angles par rapport au plan P1, tels que les sous-segments 10 représentés sur la figure 9. [0048] Dans certains modes de réalisation, les extrémités distales 182 des premier et deuxième segments de bras 160, 162 sont positionnées dans la section conique 142 (figure 2) ou dans la section de canal 144 (figure 2) du guide d'ondes de recouvrement 106 (figure 1). Dans certains modes de réalisation, les extrémités distales 182 sont 15 positionnées à la délimitation 153 (figure 2) entre la section conique 142 et la section de canal 144 ou immédiatement à proximité de cette délimitation. Les extrémités distales 182 peuvent se trouver immédiatement à proximité de la délimitation 153 si les extrémités distales ne se trouvent par exemple à pas plus d'environ 20 micromètres de la délimitation 153, tel que mesuré le long de l'axe de propagation de lumière 198. 20 Dans certains modes de réalisation, les extrémités distales 182 sont positionnées dans la section conique 142 et les premier et deuxième segments de bras 160, 162 s'étendent depuis la section conique 142 dans la section de canal 144. Les extrémités distales 182 peuvent également être positionnées dans la section de canal 144 après la deuxième section transversale 153. Dans d'autres modes de réalisation cependant, les 25 extrémités distales 182 des premier et deuxième segments de bras 160, 162 peuvent être positionnées dans la section de réception 140 (figure 2) et les premier et deuxième segments de bras 160, 162 peuvent s'étendre à travers la section conique 142 vers la section de canal 144. [0049] La figure 4 est une vue en plan d'un guide d'ondes de signal 202 d'un MSC 30 204 (illustré sur la figure 5) formé conformément à un mode de réalisation. Le guide d'ondes de signal 202 peut inclure des éléments similaires au guide d'ondes de signal 108 (figure 2). Dans certains modes de réalisation, le guide d'ondes de signal 202 peut remplacer le guide d'ondes de signal 108 dans le MSC 102 (figure 1). Le guide d'ondes de signal 202 comprend des premier et deuxième segments de bras 212, 214 et un segment de tronc 216. Par rapport au segment de tronc 216, le segment de tronc 216 comprend une portion intermédiaire 220 et une portion de guidage 222. Tout comme sur le segment de tronc 164 (figure 2), la portion intermédiaire 220 et la portion de guidage 222 n'ont pas la même forme en coupe transversale. La portion intermédiaire 220 présente une géométrie conique inversée. Plus spécifiquement, la portion intermédiaire 220 comprend une base 224 et une extrémité de couplage 226.

Le segment de tronc 216 présente une largeur de guide d'ondes 228. Au fur et à mesure que le guide d'ondes de signal 202 s'étend depuis la base 224 vers l'extrémité de couplage 226, la largeur du guide d'ondes 228 peut diminuer. En variante, la largeur du guide d'ondes 228 augmente au fur et à mesure que le guide d'ondes de signal 202 s'étend depuis l'extrémité de couplage 226 vers la base 224. [0050] Dans de tels modes de réalisation, la largeur du guide d'ondes 228 le long de la portion intermédiaire 220 peut changer selon un taux de conicité. Le taux de conicité peut être configuré pour coupler efficacement la lumière dans le segment de tronc 216. Le taux de conicité peut être basé sur un ou plusieurs facteurs ou paramètres, tels que le profil modal de la lumière entrante, une surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 262 (illustrée sur la figure 5) au segment de tronc 216, les dimensions des premier et deuxième segments de bras 212, 214, et/ou les positions des premier et deuxième segments de bras 212, 214 l'un par rapport à l'autre. La largeur du guide d'ondes 228 peut être uniforme le long de la portion de guidage 222. La largeur du guide d'ondes 228 le long de la portion de guidage 222 est configurée pour satisfaire à un mode de propagation de la lumière. [0051] Chacun des premier et deuxième segments de bras 212, 214 comporte une pointe ou extrémité distale 230 et une paire de bords latéraux opposés 232, 234. Comme illustré, les premier et deuxième segments de bras 212, 214 forment une structure en forme de V qui couple le segment de tronc 216 pour former une jonction en Y 236. Plus spécifiquement, les bords latéraux 232 des premier et deuxième segments de bras 212, 214 se font sensiblement face et sont séparés par un intervalle utilisable 242. L'intervalle utilisable 242 diminue au fur et à mesure que les premier et deuxième segments de bras 212, 214 s'étendent depuis les extrémités distales respectives 230 vers l'extrémité de couplage 226 du segment de tronc 216. Dans le mode de réalisation illustré, les premier et deuxième segments de bras 212, 214 sont séparés l'un de l'autre par l'intervalle utilisable 242 quand les premier et deuxième segments de bras 212, 214 rejoignent l'extrémité de couplage 226. L'intervalle utilisable 242 en temps que tel existe le long de l'extrémité de couplage 226 (désignée par 242') ou sur celle-ci. Dans des modes de réalisation alternatifs toutefois, les premier et deuxième segments de bras 212, 214 peuvent se rejoindre de telle sorte que les bords latéraux 232 forment une jonction en forme de V. [0052] Dans un exemple de mode de réalisation, chacun des premier et deuxième segments de bras 212, 214 comprend une extension inclinée 244 et une portion de base 246 couplée à l'extension inclinée 244 correspondante. Tel qu'illustré, les extensions inclinées 244 des premier et deuxième segments de bras 212, 214 constituent une forme en V avec un intervalle utilisable 242 entre elles qui change de taille. Les portions de base 246 des premier et deuxième segments 212, 214 s'étendent de manière essentiellement parallèle avec un intervalle utilisable 242 entre elles. Plus spécifiquement, les bords latéraux 232 le long des portions de base 246 des premier et deuxième segments de bras 212, 214 s'étendent parallèlement entre eux de telle sorte que l'intervalle utilisable 242' entre les portions de base 246 ne varie pas. [0053] Tout comme l'intervalle utilisable 196 (figure 3), l'intervalle utilisable 242 peut diminuer selon un taux de réduction d'intervalle. Le taux de réduction d'intervalle peut être configuré pour coupler efficacement la lumière dans le segment de tronc 216. Le taux de réduction d'intervalle peut être basé sur un ou plusieurs facteurs ou paramètres, tels que le profil modal de la lumière entrante, la surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 262 le long des premier et deuxième segments de bras 212, 214, et/ou les dimensions des premier et deuxième segments de bras 214, 214. [0054] Dans le mode de réalisation illustré, les portions de base 246 présentent une 30 géométrie conique inversée. Les portions de base 246 comprennent par exemple une extrémité de jonction 250 et une extrémité de base 252, ainsi qu'une largeur de guide d'ondes 254. Étant donné que les portions de base 246 s'étendent depuis l'extrémité de jonction correspondante 250 jusqu'à l'extrémité de base correspondante 252, la largeur du guide d'ondes 254 augmente en taille. Plus spécifiquement, bien que les bords latéraux 232 le long des portions de base 246 s'étendent parallèlement entre eux, les bords latéraux 234 le long des portions de base 246 ne s'étendent pas parallèlement entre eux. Au lieu de cela, les bords latéraux 234 forment un angle entre eux alors que les portions de base 246 s'étendent depuis l'extrémité de jonction correspondante 250 jusqu'à l'extrémité de base correspondante 252, augmentant ainsi la largeur du guide d'ondes 254. Les portions de base 246 peuvent ainsi présenter une 10 forme trapézoïdale. Les largeurs de guide d'ondes 254 peuvent augmenter à un taux configuré pour faciliter le couplage de l'énergie lumineuse dans la portion de base 246 et dans le segment de tronc 216. [0055] Comme indiqué dans la figure 4, les bords latéraux 234 le long des portions de base 246 peuvent former une largeur combinée 255. La largeur combinée 255 15 adjacente à l'extrémité de couplage 226 du segment de tronc 216 est supérieure à la largeur du guide d'ondes 228 à l'extrémité de couplage 226. La largeur combinée 255 peut être par exemple égale à deux fois (2x) la largeur du guide d'ondes 228 à l'extrémité de couplage 226. Des portions des extrémités de base 252 ne s'engagent pas avec le segment de couplage 226, de telle sorte que les portions de base 246 ne 20 chevauchent que partiellement l'extrémité de couplage 226. Tout au plus 30 % de la surface en coupe transversale qui est adjacente à l'extrémité de couplage 226 peut par exemple être superposée à l'extrémité de couplage 226 pour chacune des portions de base 246. [0056] Chaque bord de la paire de bords latéraux 232, 234 peut s'étendre 25 parallèlement à l'autre entre l'extrémité distale correspondante 230 et l'extrémité de jonction correspondante 250. Les bords latéraux 232, 234 peuvent par exemple définir entre eux une largeur de bras 256. La largeur de bras 256 peut être uniforme entre l'extrémité distale correspondante 230 et l'extrémité de jonction correspondante 250. Les extensions inclinées 244 présentent des longueurs respectives 258. Dans le mode 30 de réalisation illustré, les bords latéraux 232, 234 s'étendent parallèlement entre eux sur toute la longueur 258 de l'extension inclinée correspondante 244. Dans d'autres modes de réalisation, les bords latéraux 232, 234 ne sont pas parallèles sur toute la longueur 258. Les bords latéraux 232, 234 peuvent par exemple s'étendre parallèlement entre eux sur au moins 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 85 %, 90 % ou 95 % de la longueur 258. [0057] Dans un exemple de mode de réalisation, les longueurs 258 des extensions inclinées 244 des premier et deuxième segments de bras 212, 214 sont identiques. Dans d'autres modes de réalisation toutefois, les longueurs 258 des extensions inclinées 244 peuvent être différentes. Dans un exemple de mode de réalisation, la jonction en Y 236 est symétrique par rapport à un plan P2 qui comprend un axe de propagation de lumière 260, le plan P2 s'étendant en passant par un centre du segment de tronc 216. Le plan P2 et l'axe de propagation de lumière 260 sont tous deux représentés par une ligne pointillée sur la figure 4. Dans d'autres modes de réalisation toutefois, la jonction en Y 236 peut ne pas être symétrique par rapport au plan P2. [0058] Dans certains modes de réalisation, les différentes portions du guide d'ondes de signal 202 peuvent être fabriquées en utilisant au moins un processus parmi un processus de type silicium sur isolant (SOI) et un processus de type semi-conducteur à oxyde de métal complémentaire (CMOS). En particulier, les dimensions du segment de tronc 216, les portions de base 246 et les extensions inclinées 244 peuvent rendre la fabrication du guide d'ondes de signal 202 moins complexe que d'autres structures de conversion de mode proposées. [0059] La figure 5 est une vue agrandie d'un dispositif optique 200 comportant le MSC 204 qui comprend le guide d'ondes de signal 202. Le dispositif optique 200 peut comporter des éléments similaires à ceux du dispositif optique 100 (figure 1) et peut être formé d'une pluralité de couches de substrat. Le dispositif optique 200 comprend par exemple un guide d'ondes de recouvrement 262 dans lequel le guide d'ondes de signal 202 est intégré. Le MSC 204 peut également inclure un corps ou une couche de revêtement 264 qui est agencé par-dessus le guide d'ondes de recouvrement 262. Le guide d'ondes de recouvrement 262 peut être intégré ou enfoui dans la couche de revêtement 264. Le MSC 204 est configuré pour recevoir de la lumière provenant d'un élément optique (non représenté), tel qu'une fibre optique, le long d'un axe de propagation de lumière 265, et pour convertir un profil modal de la lumière entrante en un profil modal suffisant pour une propagation à travers le guide d'ondes de signal 202. En variante, le MSC 204 peut être configuré pour convertir un profil modal de la lumière sortante en un profil modal suffisant pour une propagation à travers l'élément optique. Bien qu'il ne soit pas représenté, le guide d'ondes de signal 202 peut être couplé en communication avec un circuit optique, tel que le circuit optique 112 (figure 1). [0060] La couche de revêtement 264 comprend une face ou extrémité d'entrée 266, et le guide d'ondes de recouvrement 262 comprend une face ou extrémité d'entrée 268. Les extrémités d'entrée 266, 268 peuvent être des surfaces planaires. Au moins l'une des extrémités d'entrée 266, 268 est exposée à l'extérieur du dispositif optique 200 et peut recevoir de la lumière provenant de l'élément optique. L'élément optique peut par exemple être positionné de telle manière que l'élément optique vient à butée contre l'extrémité d'entrée 266 et/ou l'extrémité d'entrée 268, ou est placé de manière immédiatement adjacente à celle-ci. La lumière se propage à travers l'extrémité d'entrée 268 du guide d'ondes de recouvrement 262 et se propage dans le guide d'ondes de signal 202. [0061] Tout comme pour le guide d'ondes de recouvrement 106 (figure 1), la surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 262 peut changer de taille de manière à convertir le profil modal de la lumière. Le guide d'ondes de recouvrement 262 peut par exemple présenter une largeur 270 qui varie le long de différentes sections du guide d'ondes de recouvrement 262. Sur la figure 5, le guide d'ondes de recouvrement 262 présente un profil d'entrée 271, une première section transversale 272, une deuxième section transversale 273 et un profil de sortie 274, qui peut aussi être désigné comme une troisième section transversale. Le profil de sortie 274 peut constituer ou non une extrémité du guide d'ondes de recouvrement 262. [0062] Le profil d'entrée 271, les première et deuxième sections transversales 272, 273 et le profil de sortie 274 illustrent le guide d'ondes de recouvrement 262 comportant trois sections différentes. Plus spécifiquement, le guide d'ondes de recouvrement 262 peut inclure une section de réception 276 qui s'étend entre le profil d'entrée 271 et la première section transversale 272, une section conique 278 qui s'étend entre les première et deuxième sections transversales 272, 273, et une section de canal 280 qui s'étend entre la deuxième section transversale 273 et le profil de sortie 274. Dans un exemple de mode de réalisation, l'axe de propagation de lumière 265 s'étend généralement à travers un centre géométrique de la section de réception 276. L'axe de propagation de lumière 265 peut également s'étendre de manière générale à travers des centres géométriques de la section conique 278 et de la section de canal 280. [0063] La section de réception 276, la section conique 278 et la section de canal 280 peuvent être respectivement similaires ou identiques à la section de réception 140, à la section conique 142 et à la section de canal 144 représentées sur la figure 2 et 10 décrites en rapport à celle-ci. Dans un exemple de mode de réalisation, les extrémités distales 230 des premier et deuxième segments de bras 212, 214 peuvent être positionnées dans la section conique 278. Dans d'autres modes de réalisation, les extrémités distales 230 peuvent être positionnées dans la section de réception 276, dans la section de canal 280, ou immédiatement à proximité d'une délimitation entre 15 des sections adjacentes. Plus spécifiquement, les extrémités distales 230 peuvent être positionnées à la première section transversale 272 ou à la deuxième section transversale 273, ou encore immédiatement à proximité d'une de celles-ci. [0064] Le profil d'entrée 271 du guide d'ondes de recouvrement 262 est dimensionné et formé en fonction de la lumière entrante de telle sorte que le profil 20 modal de la lumière entrante peut être réduit tel que décrit ici. Quand le MSC 204 et l'élément optique sont positionnés fonctionnellement l'un par rapport à l'autre, la lumière entrante est reçue à un point d'entrée 282 le long du profil d'entrée 271. Le point d'entrée 282 peut être centré le long de l'axe de propagation de lumière 265. Dans certains modes de réalisation, le MSC 204 peut procurer des tolérances plus 25 importantes pour aligner le MSC 204 par rapport à l'élément optique. Plus spécifiquement, le MSC 204 peut permettre une inclinaison de la lumière entrante par rapport à l'axe de propagation de lumière 265 et/ou permettre à la lumière entrante d'entrer dans le profil d'entrée 271 à une position décalée par rapport au point d'entrée 282. La lumière entrante peut par exemple être décalée verticalement de ± 30 2,4 micromètres et ne présenter une perte que de 2 dB. La lumière entrante peut être décalée horizontalement de ± 2,7 micromètres et ne présenter une perte que de 2 dB.

Le rendement de couplage peut être supérieur à 60 % avec un décalage vertical ou horizontal de ± 2,5 micromètres. Le MSC 204 peut fonctionner en mode TE, en mode TM, ou encore en modes TE et TM, avec une fenêtre opérationnelle à large bande. [0065] Les figures 6 à 8 illustrent différentes sections transversales d'un MSC 300 formé conformément à un mode de réalisation, et démontrent la conversion d'un profil modal de lumière propagée 310. Le MSC 300 peut être similaire ou identique au MSC 102 (figure 1) et au MSC 204 (figure 5). Le MSC 300 comprend par exemple un guide d'ondes de recouvrement 302 présentant un premier indice de réfraction, et un guide d'ondes de signal 304 qui est intégré dans le guide d'ondes de recouvrement 302 et présente un deuxième indice de réfraction. Le guide d'ondes de signal 304 comprend des premier et deuxième segments de bras 306, 308 qui rejoignent un segment de tronc (non représenté). Les premier et deuxième segments de bras 306, 308 peuvent former une jonction en Y, telle que les jonctions en Y 166 (figure 2) et 236 (figure 4). Dans les figures 6 à 8, le guide d'ondes de recouvrement 302 présente un profil commun tel que le guide d'ondes de recouvrement 302 ne change pas de taille. Cette portion du guide d'ondes de recouvrement 302 peut représenter une section de canal du guide d'ondes de recouvrement 302, telle que la section de canal '144 (figure 2) et la section de canal 280 (figure 5). [0066] La figure 6 illustre une section transversale du MSC 300 proche des extrémités distales 312, 314 des premier et deuxième segments de bras 306, 308. Les extrémités distales 312, 314 peuvent être positionnées à une délimitation entre la section de canal du guide d'ondes de recouvrement 302 et une section conique (non représentée). Dans de tels modes de réalisation, la section conique peut réduire le profil modal de la lumière entrante 310 d'un profil modal déterminé par l'élément optique (par exemple une fibre optique) à un profil modal similaire au profil modal représenté sur la figure 6. Comme représenté sur la figure 6, des portions de la lumière propagée 310 ont été confinées dans les premier et deuxième segments de bras 306, 308. Les premier et deuxième segments de bras 306, 308 sont séparés par un intervalle utilisable 316. [0067] L'indice de réfraction et la surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 302 et les indices de réfraction, les surfaces en coupe transversale et les positions des premier et deuxième segments de bras 306, 308 peuvent être configurés les uns par rapport aux autres de manière à procurer un indice de réfraction efficace du MSC 300 qui confine progressivement la lumière dans les premier et deuxième segments de bras 306, 308. Plus spécifiquement, tel qu'illustré- en comparant les figures 6 à 8, l'intervalle utilisable 316 se réduit lorsque les premier et deuxième segments de bras 306, 308 s'étendent vers le segment de tronc. Lorsque la lumière 310 se propage le long du guide d'ondes de recouvrement 302, l'indice de réfraction efficace du MSC 300 fait en sorte que la lumière propagée 310 est progressivement confinée par les premier et deuxième segments de bras 306, 308. La 10 lumière propagée 310 est par exemple plus confinée dans les premier et deuxième segments de bras 306, 308 dans la figure 7 que dans la figure 6, et la lumière propagée 310 est plus confinée dans les premier et deuxième segments de bras 306, 308 dans la figure 8 que dans la figure 7. Dans la figure 8, les portions des premier et deuxième segments de bras 306, 308 peuvent représenter des portions de base, telles que les 15 portions de base 246 (figure 4). [0068] La figure 9 est une vue en plan d'un guide d'ondes de signal 402 formé conformément à un mode de réalisation. Le guide d'ondes de signal 402 peut être utilisé avec un MSC, tel que le MSC 102 (figure 1) ou le MSC 204 (figure 4). Le guide d'ondes de signal 402 peut inclure des éléments similaires au guide d'ondes de 20 signal 108 (figure 2) et/ou au guide d'ondes de signal 202 (figure 4). Dans certains modes de réalisation, le guide d'ondes de signal 402 peut remplacer le guide d'ondes de signal 108 dans le MSC 102 (figure 1) ou le guide d'ondes de signal 202 dans le MSC 204 (figure 5). Le guide d'ondes de signal 402 comprend des premier et deuxième segments de bras 412, 414 et un segment de tronc 416. Dans le mode de 25 réalisation illustré, le segment de tronc 416 est identique au segment de tronc 216. Le segment de tronc 416 peut toutefois présenter une configuration différente dans d'autres modes de réalisation. [0069] Chacun des premier et deuxième segments de bras 412, 414 comporte une pointe ou extrémité distale 430 et une paire de bords latéraux opposés 432, 434.

30 Comme illustré, les premier et deuxième segments de bras 412, 414 forment une structure en forme de V ou de Y qui couple le segment de tronc 416 pour former une jonction en Y 436. Tel qu'illustré, la structure en forme de V de la figure 9 est différente de la structure en forme de V de la figure 4. Les bords latéraux 432 des premier et deuxième segments de bras 412, 414 se font sensiblement face et sont séparés par un intervalle utilisable 442. L'intervalle utilisable 442 diminue au fur et à mesure que les premier et deuxième segments de bras 412, 414 s'étendent depuis les extrémités distales respectives 430 vers l'extrémité de couplage 426 du segment de tronc 416. Dans le mode de réalisation illustré, les premier et deuxième segments de bras 412, 414 sont séparés l'un de l'autre par l'intervalle utilisable 442 quand les premier et deuxième segments de bras 412, 414 rejoignent l'extrémité de couplage 426. L'intervalle utilisable 442 en temps que tel existe le long de l'extrémité de couplage 426 (désignée par 442') ou sur celle-ci. Dans des modes de réalisation alternatifs toutefois, les premier et deuxième segments de bras 412, 414 peuvent se rejoindre de telle sorte que les bords latéraux 432 forment une jonction en forme de V. [0070] Dans un exemple de mode de réalisation, chacun des premier et deuxième segments de bras 412, 414 comprend une extension inclinée 444 et une portion de base 446 couplée à l'extension inclinée 444 correspondante. La jonction en Y 436 est symétrique par rapport à un plan P3 qui comprend un axe de propagation de lumière 498, le plan P3 s'étendant en passant par un centre du segment de tronc 416. Le plan P3 et l'axe de propagation de lumière 498 sont tous deux représentés par une ligne pointillée sur la figure 9. Dans certains modes de réalisation, les extensions inclinées sont non-linéaires. Chacune des extensions inclinées 444 comprend par exemple un premier sous-segment 491 et un deuxième sous-segment 492. Le premier sous-segment 491 s'étend depuis une extrémité de la portion de base 446 correspondante vers le deuxième sous-segment 492. Le deuxième sous-segment 492 s'étend depuis le premier sous-segment 491 jusqu'à l'extrémité distale 430. Chaque sous-segment parmi les premier et deuxième sous-segments 491, 492 peut former un angle différent par rapport au plan P3. Comme illustré, les premier et deuxième sous-segments 491, 492 forment respectivement des premier et deuxième angles 01, 02. Le premier angle 01 est inférieur au deuxième angle 02. Dans des modes de réalisation alternatifs, le premier angle 01 peut être supérieur au deuxième angle 02. Bien que la figure 4 illustre uniquement deux sous-segments linéaires, il est envisagé que d'autres modes de réalisation puissent inclure plus de deux sous-segments linéaires. Dans des modes de 27 réalisation alternatifs, un ou plusieurs des sous-segments peuvent ne pas être linéaires mais présenter une forme incurvée. [0071] Les portions de base 446 des premier et deuxième segments 412, 414 s'étendent de manière essentiellement parallèle avec un intervalle utilisable 442' entre 5 elles. Plus spécifiquement, les bords latéraux 432 le long des portions de base 446 des premier et deuxième segments de bras 412, 414 s'étendent parallèlement entre eux de telle sorte que l'intervalle utilisable 442' entre les portions de base 446 ne varie pas. [0072] L'intervalle utilisable 442 entre les extensions inclinées 444 peut se réduire selon un premier taux de réduction d'intervalle entre les premiers sous-segments 491 10 et selon un deuxième taux de réduction d'intervalle entre les deuxièmes sous-segments 492. Les premier et deuxième taux de réduction d'intervalle et les premier et deuxième angles 01, 02 peuvent être configurés pour coupler- efficacement la lumière dans le segment de tronc 416. Les premier et deuxième taux de réduction d'intervalle et les premier et deuxième angles 01, 02 peuvent être basés sur un ou plusieurs facteurs 15 ou paramètres, tels que le profil modal de la lumière entrante, la surface en coupe transversale du guide d'ondes de recouvrement 462 le long des premier et deuxième segments de bras 412, 414, et/ou les dimensions des premier et deuxième segments de bras 414, 414. Dans le mode de réalisation illustré, les portions de base 446 présentent une géométrie conique inversée identique à celle des portions de base 246. 20 [0073] Il faut comprendre que la description qui précède est fournie à titre illustratif et n'est pas restrictive. Les modes de réalisation décrits ci-avant (et/ou des aspects de ceux-ci) peuvent par exemple être utilisés en les combinant entre eux. Beaucoup de modifications peuvent en outre être effectuées pour adapter une situation ou un matériau particulier aux prescriptions de l'invention sans quitter son cadre. Les 25 dimensions, les types de matériaux, les orientations des divers composants, ainsi que le nombre et la position des divers composants tel que décrit ici sont destinés à définir les paramètres de certains modes de réalisation et ne sont d'aucune manière limitatifs, servant uniquement d'exemples de modes de réalisation. [0074] Telle qu'utilisée dans la description, la phrase « dans un exemple de mode 30 de réalisation » et d'autres phrases similaires signifient que le mode de réalisation décrit est uniquement un exemple. La phrase n'est pas destinée à limiter le contenu inventif de ce mode de réalisation. D'autres modes de réalisation du contenu inventif peuvent ne pas inclure la caractéristique ou structure décrite.

Claims (20)

1. REVENDICATIONS1. Convertisseur de taille de mode (102) comprenant : un guide d'ondes de recouvrement (106) comportant une extrémité d'entrée (130) configurée pour recevoir de la lumière provenant d'un élément optique (104), le guide d'ondes de recouvrement (106) présentant un premier indice de réfraction ; et un guide d'ondes de signal (108) intégré dans le guide d'ondes de recouvrement (106) et présentant un deuxième indice de réfraction qui est supérieur au premier indice de réfraction, le guide d'ondes de signal (108) comprenant des 10 premier et deuxième segments de bras (160, 162) et un segment de tronc (164) qui forment une jonction en Y (166), les premier et deuxième segments de bras (160, 162) étant configurés pour réduire un profil modal de la lumière qui se propage depuis l'extrémité d'entrée (130) du guide d'ondes de recouvrement (106) vers le segment de tronc (164), chacun des premier et deuxième segments de bras (160, 162) comportant 15 une extrémité distale (182) et une paire de bords latéraux opposés (184, 186), dans lequel les bords de la paire de bords latéraux (184, 186) s'étendent parallèlement l'un à l'autre entre l'extrémité distale correspondante (182) et le segment de tronc (164).
2. 2. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 1, dans lequel chacun des premier et deuxième segments de bras (160, 162) comprend une 20 extension inclinée (244) et une portion de base (246) qui est couplée à l'extension inclinée (244), les extensions inclinées (244) des premier et deuxième segments de bras (160, 162) formant un motif en forme de V, les portions de base (246) des premier et deuxième segments de bras (160, 162) s'étendant de manière essentiellement parallèle avec un intervalle utilisable (242) entre elles. 25
3. 3. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 1, dans lequel le segment de tronc (164) comprend une portion intermédiaire (170) et une portion de guidage (172), la portion intermédiaire (170) se couplant aux premier et deuxième segments de bras (160, 162) et présentant une géométrie conique inversée qui se réduit depuis une base (176) de la portion intermédiaire (170) jusqu'à une 30 extrémité de couplage (178) de la portion intermédiaire (170), l'extrémité de couplage(178) se couplant aux premier et deuxième segments de bras (160, 162), la base (176) se couplant à la portion de guidage (172) du segment de tronc (164).
4. 4. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 1, dans lequel la lumière est configurée pour se propager le long d'un axe de propagation de lumière (198) depuis l'extrémité d'entrée (130) du guide d'ondes de recouvrement (106) vers le segment de tronc (164), la jonction en Y (166) étant symétrique par rapport à un plan qui comprend l'axe de propagation de lumière (198).
5. 5. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 1, dans lequel le guide d'ondes de recouvrement (106) présente une largeur et comprend une section conique (142), la largeur du guide d'ondes de recouvrement (106) se réduisant le long de la section conique (142) au fur et à mesure que le guide d'ondes de recouvrement (106) s'étend depuis l'extrémité d'entrée (130) vers le guide d'ondes de signal (108).
6. 6. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 5, dans lequel le guide d'ondes de recouvrement (106) comprend une section de canal (144) dans laquelle est agencée au moins une portion du guide d'ondes de signal (108), la section conique (142) étant située entre l'extrémité d'entrée (130) et la section de canal (144).
7. 7. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 6, dans lequel les extrémités distales (182) des premier et deuxième segments de bras (160, 162) sont agencées dans la section conique (142), dans la section de canal (144), ou à une délimitation entre celles-ci.
8. 8. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 6, dans lequel les extrémités distales (182) des premier et deuxième segments de bras (160, 162) sont agencées à une délimitation entre la section de canal (144) et la section conique (142), ou immédiatement à proximité de cette délimitation.
9. 9. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 1, dans lequel le convertisseur de taille de mode (102) est formé via au moins un processus parmi un processus de type silicium sur isolant (SOI) et un processus de type semi30 conducteur à oxyde de métal complémentaire (CMOS). 31
10. 10. Convertisseur de taille de mode (102) comprenant : un guide d'ondes de recouvrement (106) comportant une extrémité d'entrée (130) configurée pour recevoir de la lumière provenant d'un élément optique (104), le guide d'ondes de recouvrement (106) présentant un premier indice de réfraction ; 5 un guide d'ondes de signal (108) intégré dans le guide d'ondes de recouvrement (106) et présentant un deuxième indice de réfraction qui est supérieur au premier indice de réfraction, le guide d'ondes de signal (108) comprenant des premier et deuxième segments de bras (160, 162) et un segment de tronc (164) qui forment une jonction en Y (166), les premier et deuxième segments de bras (160, 162) 10 étant configurés pour réduire un profil modal de la lumière qui se propage depuis l'extrémité d'entrée (130) du guide d'ondes de recouvrement (106) vers le segment de tronc (164), dans lequel chacun des premier et deuxième segments de bras (160, 162) comprend une extension inclinée (244) et une portion de base (246) qui est couplée à l'extension inclinée (244), les extensions inclinées (244) des premier et deuxième 15 segments de bras (160, 162) formant un motif en forme de V, les portions de base (246) des premier et deuxième segments de bras (160, 162) s'étendant de manière essentiellement parallèle avec un intervalle utilisable (196) entre elles.
11. 11. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 10, dans lequel chacun des premier et deuxième segments de bras (160, 162) comporte une 20 extrémité distale (182) et une paire de bords latéraux opposés (184, 186), dans lequel les bords de la paire de bords latéraux (184, 186) s'étendent parallèlement l'un à l'autre entre l'extrémité distale correspondante (182) et le segment de tronc (164).
12. 12. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 10, dans lequel le segment de tronc (164) comprend une portion intermédiaire (170) et une 25 portion de guidage (172), la portion intermédiaire (170) se couplant aux premier et deuxième segments de bras (160, 162) et présentant une géométrie conique inversée qui se réduit depuis une base (176) de la portion intermédiaire (170) jusqu'à une extrémité de couplage (178) de la portion intermédiaire (170), l'extrémité de couplage (178) se couplant aux premier et deuxième segments de bras (160, 162), la base (176) se couplant à la portion de guidage (172) du segment de tronc (164).
13. 13. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 10, dans lequel les portions de base (246) des premier et deuxième segments de bras (160, 162) présentent des géométries coniques inversées, chacune des portions de base (246) s'étendant entre une extrémité de jonction (250) qui se couple à l'extension inclinée correspondante (244) et une extrémité de base (252) qui se couple au segment de tronc (164).
14. 14. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 10, dans lequel la lumière est configurée pour se propager le long d'un axe de propagation de lumière (198) depuis l'extrémité d'entrée (130) du guide d'ondes de recouvrement 10 (106) vers le segment de tronc (164), la jonction en Y (166) étant symétrique par rapport à un plan qui comprend l'axe de propagation de lumière (198).
15. 15. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 10, dans lequel le guide d'ondes de recouvrement (106) présente une largeur et comprend une section conique (142), la largeur du guide d'ondes de recouvrement (106) se réduisant 15 le long de la section conique (142) au fur et à mesure que le guide d'ondes de recouvrement (106) s'étend depuis l'extrémité d'entrée (130) vers le guide d'ondes de signal (108).
16. 16. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 15, dans lequel le guide d'ondes de recouvrement (106) comprend une section de canal (144) 20 dans laquelle est agencée au moins une portion du guide d'ondes de signal (108), la section conique (142) étant située entre l'extrémité d'entrée (130) et la section de canal (144).
17. 17. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 16, dans lequel les extrémités distales (182) des premier et deuxième segments de bras (160, 25 162) sont agencées dans la section conique (142), dans la section de canal (144), ou à une délimitation entre celles-ci.
18. 18. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 16, dans lequel les extrémités distales (182) des premier et deuxième segments de bras (160, 162) sont agencées à une délimitation entre la section de canal (144) et la section 30 conique (142), ou immédiatement à proximité de cette délimitation.
19. 19. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 10, comprenant en outre une couche de substrat (116) qui supporte le guide d'ondes de signal (108) et le guide d'ondes de recouvrement (106), la couche de substrat (116) comportant une extension de montage (117) qui s'étend au-delà de l'extrémité d'entrée (130) du guide d'ondes de recouvrement (106).
20. 20. Convertisseur de taille de mode (102) selon la revendication 10, dans lequel le convertisseur de taille de mode (102) est formé via au moins un processus parmi un processus de type silicium sur isolant (SOI) et un processus de type semiconducteur à oxyde de métal complémentaire (CMOS). 10