ETUDE DES GUIDES A FORT CONFINEMENT ET FAIBLES PERTES SUR NIOBATE DE LITHIUM FABRIQUES PAR ECHANGE PROTONIQUE SOUS VIDE POUSSE - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2018

ETUDE DES GUIDES A FORT CONFINEMENT ET FAIBLES PERTES SUR NIOBATE DE LITHIUM FABRIQUES PAR ECHANGE PROTONIQUE SOUS VIDE POUSSE

Résumé

Dans ce papier nous montrons comment l'échange protonique sous vide poussé (High Vacuum Proton Exchange : HiVacPE) permet de fabriquer sur LiNbO 3 , des guides présentant un fort confinement et de faibles pertes à la propagation en vue de réaliser des circuits optiques intégrés compacts et efficaces. MOTS-CLEFS : niobate de lithium, guides d'onde, échange protonique, contraintes L'échange protonique est maintenant une technique reconnue pour la fabrication de guides sur LiNbO 3. Elle se décline suivant plusieurs variantes Annealed Proton Exchange (APE) [1,2,3], Reverse Proton Exchange (RPE) [4] et Soft Proton Exchange (SPE) [5, 6, 7, 8]. Toutes ces variantes permettent de fabriquer des guides d'onde ayant de faibles pertes à la propagation et des performances électro-optiques et non linéaires préservées mais en se limitant à des contrastes d'indice faibles, ∆n e =0,02 pour APE et RPE [4] et ∆n e =0,03 pour SPE [5]. Il est également possible d'obtenir par échange protonique PE [9] des variations d'indice ∆n e =0,12 à λ=633 nm, mais dans ce cas le coefficient non linéaire χ (2) est totalement détruit [10]. Récemment, il a était obtenu par High Index Soft Proton Exchange (HISoPE) des guides avec ∆n e =0,1 et des non linéarités intactes, mais dans ce cas les contraintes liées aux variations de paramètre de maille provoquent des pertes à la propagation importantes (≥5dB/cm) [11]. Les processus SPE et HISoPE imposent d'utiliser un container scellé pour réaliser l'échange dans un bain d'acide benzoïque (AB) fondu à une température de l'ordre de 300°C et contenant une proportion ρ de benzoate de lithium (BL). Ici, nous montrons l'intérêt de réduire au maximum les traces d'eau dans le container en y faisant un vide poussé (<4x10-5 mbar). Outre le fait que cette technique modifie la valeur du seuil de transition HISoPE-SPE, elle permet d'obtenir des guides présentant des caractéristiques inaccessibles avec les autres techniques. Pour les forts taux de BL (ρ>2,5%), les guides présentent des caractéristiques cristallines similaires aux guides SPE mais la variation d'indice peut atteindre ∆n e =0,04 et les guides canaux avoir des pertes à la propagation de 0,16dB/cm, ce qui permet d'espérer des rendements de conversion non linéaires sensiblement plus importants. Pour les taux de BL légèrement inférieurs à 2,5%, on observe un comportement radicalement différent suivant que l'on utilise des substrats X⊥ ou Z⊥. Les substrats X⊥ présentent une transition abrupte entre la phase α et les phases κ (fig. 1b) correspondant à une variation très rapide de la forme du profil d'indice de gradient à step (fig. 2b) et d'une destruction du coefficient non linéaire dans les phases κ. Sur les substrats Z⊥ au contraire, on observe une transition progressive. Quand les couches κ apparaissent, on voit que les guides présentent toutes les valeur du paramètre de maille entre celui du substrat et celui de la couche κ présentant la déformation maximale (fig. 1a). Cela s'accompagne d'une stratification des couches guidantes avec une variation progressive des profils d'indice (fig. 2a) et de la possibilité d'avoir une variation d'indice de l'ordre de 0,1 avec un
Fichier principal
Vignette du fichier
__HiVacPE.pdf (1.01 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-01784884 , version 1 (03-05-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01784884 , version 1

Citer

Alicia Petronela Rambu, Alin Marian Apetrei, Florent Doutre, Hervé Tronche, Marc de Micheli, et al.. ETUDE DES GUIDES A FORT CONFINEMENT ET FAIBLES PERTES SUR NIOBATE DE LITHIUM FABRIQUES PAR ECHANGE PROTONIQUE SOUS VIDE POUSSE. OPTIQUE 2018, Jul 2018, Toulouse, France. ⟨hal-01784884⟩
79 Consultations
34 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More