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Applications of sidewalled grating resonators

Authors
Publisher
McGill University
Publication Date
Keywords
  • Engineering - Electronics And Electrical
Disciplines
  • Communication

Abstract

Les développements récents dans les techniques de fabrication de pointe ont conduit à des recherches axées sur la combinaison de multiples fonctionnalités optiques et électroniques et à l'intégration de différents composants actifs et passifs sur une matrice unique. Des dispositifs optiques intégrés à l'aide de guides d'ondes sont en cours de développement pour remplacer les traditionnels dispositifs de propagation en espace libre qui utilisent des lentilles et des miroirs. Des circuits photoniques intégrés (PIC) à base de silicium sont à l'étude pour les connexions optiques à l'intérieur d'un circuit ou entre des circuits pour le traitement de donnée à haute vitesse et comme émetteurs-récepteurs dans les communications optiques à haut débit. L'un des aspects majeurs de la recherche sur les PIC est la miniaturisation des dispositifs passifs qui exercent des fonctions diverses telles que le filtrage optique, le multiplexage, le démultiplexage, le routage des longueurs d'onde et l'isolement optique. Dans cette thèse, nous étudions et démontrons la faisabilité d'utiliser des réseaux sur les parois d'un guide d'ondes pour le filtrage optique. Dans ces dispositifs, la rétroaction optique est obtenue par l'interaction du mode de propagation avec des modulations périodiques de l'index de réfraction réalisées à la verticale sur les parois du guide d'ondes.Une conception originale reposant sur un système de couplage évanescent horizontaldans les résonateurs à réseaux est présentée et démontrée pour la réalisation de filtres à faible réflexion qui réduit la nécessité d'utiliser des isolateurs ou des circulateurs. Nous utilisons la réponse à bande étroite d'une cavité quart d'onde décalée afin d'obtenir des filtres de transmission de 110 GHz de bande passante. Un système dans lequel plusieurs cavités identiques sont couplées en série pour obtenir un filtre avec une réponse chapeau haut de forme (avec 50 dB/nm d'affaiblissement) est également démontré. Des filtres de longueurs d'onde à multiple canaux conçus à l'aide de réflecteurs de Bragg à multiples réseaux (SGDBR) sont présentés et une nouvelle méthode d'apodisation double pour la réalisation de filtre en peigne avec une grande suppression des modes secondaires (SMSR) est discutée en détails. Les filtres en peigne apodisés présentés démontrent des espacements de canaux, des bandes passantes et des SMSRs dans les limites standard. Nous présentons également, pardes simulations numériques, la possibilité d'employer des réseaux sur les parois d'un guide d'ondes comme cavités sélectives de longueurs d'onde pour les lasers hybrides III–V sur silicium et les lasers évanescents accordables. Les résultats sur la détermination des dimensions de la cavité pour obtenir la longueur d'onde d'émission et les facteurs de confinement requis sont présentés. Tous les dispositifs présentés dans cette thèse ont été fabriqués en utilisant un procédé de gravure sèche à plasma couplé par induction sur un substrat de silicium sur isolant (SOI), où le transfert de motif a été fait en utilisant la lithographie par faisceau d'électrons (EBL).

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