Soutenance de thèse de JORDAN Elodie

La création du premier laser en 1960 puis l’envol des télécommunications par fibres optique a généré le développement des circuits optiques intégrés. Ces derniers sont des solutions efficaces aux problèmes d’encombrement et d’instabilité. Un contrôle accru des signaux passe cependant par l’exploitation de la polarisation qui permet notamment d’augmenter les débits, de fiabiliser les signaux et de protéger les sources par une isolation optique. Cette dernière application fait partie d’un vaste projet mené par l’IMEP-LAHC en collaboration avec le laboratoire Hubert Curien de Saint-Etienne. L’isolateur sur verre comprend l’intégration d’un séparateur de polarisation, d’un rotateur Faraday et d’un rotateur réciproque de polarisation à 45°. L’objectif de ces travaux était de démontrer la faisabilité de la dernière fonction. La réalisation s’est basée sur l’exploitation d’échanges d’ions assistés par un champ électrique (EAC). Une première étape a consisté à maîtriser les effets de bords inhérents aux EAC, afin de modifier la forme du coeur d’un guide d’onde et d’incliner les axes neutres de polarisation. Ceci a été obtenu en cascadant deux EAC, le premier échange Ag+/Na+ créant un guide d’indice de réfraction uniforme, le deuxième échange Na+/Na+ modifiant la forme de son coeur. Le contrôle de la position des axes neutres a ainsi été démontrée pour la première fois dans cette technologie puisqu’une inclinaison à (46,6 ± 0,1)° en entrée et (42,3 ± 0,1)° en sortie a été mesurée. L’étude numérique du procédé de fabrication du rotateur réciproque a également été effectuée et l’adiabaticité du composant a été validée analytiquement. Une première réalisation a mis en évidence un problème de pertes élevées liées au dégazage des sels d’échange. Des pistes d’optimisation sont donc avancées. Une suggestion d’amélioration du rotateur Faraday est également présentée. Elle exploite les progrès obtenus sur les EAC et démontre la faisabilité de guides d’ondes à biréfringence négative. Un procédé de fabrication de l’isolateur complet, compatible avec le budget thermique, est aussi proposé, ainsi qu’une structure de convertisseur TE/TM à évolution de mode. Finalement, nous proposons une ouverture de ces travaux aux longueurs d’ondes du visible grâce à une étude préliminaire d’un échange Tl+/Na+.

Mots clés :
Optique intégrée sur verre, échange d’ions assisté par champ électrique, rotateur réciproque de polarisation, polarisation guidée, axes neutres inclinés

Membres du jury :