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RÉSUMÉ
Les systèmes de télécommunications optiques à très haut débit de demain réclament une miniaturisation des composants qui devront traiter une plus grande quantité d’informations et sous des débits de transfert plus élevés. Les structures périodiques artificielles et diélectriques, appelées cristaux photoniques, notamment les bidimensionnels, sont pressenties pour concevoir ces solutions performantes et compactes pour le guidage, le multiplexage et l'émission de lumière. Les voies technologiques les plus couramment utilisées pour construire ces dispositifs et leur conception basée sur une ingénierie de défauts structurels sont d’abord exposées dans cet article. Les différents filtres à insertion/extraction, représentant une des applications génériques de l’optique intégrée, sont ensuite présentés.
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INTRODUCTION
Des fonctions de guidage, de routage et d'émission de lumière performantes et ultracompactes, telles sont les voies explorées dans le domaine des cristaux photoniques diélectriques pour répondre aux besoins d'intégration pour les télécommunications optiques à très haut débit de demain.
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3. Guides et cavités
La conception de dispositifs intégrés se base sur une ingénierie de défauts structurels, simples ou étendus, induisant dans la bande interdite du cristal des états autorisés. Des exemples typiques sont donnés sur la figure 2. Selon le but recherché, on étudiera leur comportement optique dans le plan du cristal en couplant ces défauts entre eux, par exemple pour créer des fonctions de filtrage plus complexes, ou leur comportement hors plan en introduisant dans la conception la troisième dimension, que ce soit pour l'étude de l'émission d'une cavité ou l'influence des pertes par rayonnement sur la propagation guidée.
3.1 Défauts structuraux : dispositifs élémentaires
La figure 2a illustre les principaux dispositifs élémentaires qu'il est possible de créer dans un cristal photonique bidimensionnel. On distingue fondamentalement les cavités (défauts ponctuels : H1 , L2 ...) et les guides (défauts étendus : W1 , CW1 , CROW...).
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Les cavités ont permis, depuis le début des années 2000, de faire de réelles avancées dans le domaine des microlasers. Pour caractériser les performances d'une cavité optique, avec en ligne de mire la conception d'une cavité « unimodale », la loi dite de « Purcell » nous donne les directions à suivre pour tendre vers un taux d'émission spontanée maximal dans un mode donné (émission que l'on détecte dans le cas des diodes électroluminescentes, démarrage du processus laser...). Il faut concevoir des cavités de petite taille (d'un volume effectif comparable à (λ /n r)3) et avec un facteur de qualité Q le plus élevé possible . Dans le cadre des cristaux...
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BIBLIOGRAPHIE
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