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WO1999064905A1 - Dispositif de diffraction de lumiere enfoui dans un materiau - Google Patents

Dispositif de diffraction de lumiere enfoui dans un materiau Download PDF

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WO1999064905A1
WO1999064905A1 PCT/FR1999/001334 FR9901334W WO9964905A1 WO 1999064905 A1 WO1999064905 A1 WO 1999064905A1 FR 9901334 W FR9901334 W FR 9901334W WO 9964905 A1 WO9964905 A1 WO 9964905A1
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network
waveguide
refractive index
coupling device
mode
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PCT/FR1999/001334
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Grégory PANDRAUD
Olivier Parriaux
Florent Pigeon
Alexander V. Tishchenko
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Centre National De La Recherche Scientifique - Cnrs
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Publication date
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    • G02F2201/30—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
    • G02F2201/307—Reflective grating, i.e. Bragg grating

Definitions

  • the present invention relates to optical diffraction grating devices, and more particularly to a high efficiency grating coupling device between a guided wave and a free space wave or between guided waves.
  • the dimensioning rules are known from the literature ("J. of Modem Optics", Vol. 36, 1989, 1527-1539) for dimensioning a waveguide coupling network exhibiting the effect of resonant reflection in the practical case of an incident beam of free space of finite cross section, and are demonstrated experimentally in the case of a wavelength selective mirror of a semiconductor laser by means of an amorphous silicon network deposited on a plane ion exchange waveguide in a glass substrate.
  • a general object of the present invention is to provide a coupling device by new and useful network, in which the problems described above are eliminated.
  • Another more specific object of the invention consists in providing a small network coupling device having a high coupling efficiency between beams of small cross section.
  • Another object of the invention is to provide the means by which a coupling network composed of empty grooves is buried inside a waveguide.
  • Another specific object of the invention consists in providing a network coupling device allowing modal selectivity.
  • the device according to the present invention comprises two plates assembled by direct bonding of plates (hereinafter called WDB according to English terminology), the two plates comprising a substrate of low refractive index, a layer of high refractive index above it, one or both layers comprising an etched network on its surface, the bonded layers of high index forming a planar optical waveguide with a network of buried empty channels.
  • WDB direct bonding of plates
  • the empty channels located inside a waveguide can decrease the effective index of a waveguide mode below the refractive index of the substrate, thereby suppressing the guidance of the mode.
  • the empty channels of the network, of refractive index much smaller than the effective index of a guided mode repel the modal electric field of the channels, thus preventing the radiation coefficient of the network from being large.
  • the device according to the invention comprises a diffraction grating with high diffraction efficiency for waveguide modes, said grating being made of empty channels located inside the waveguide, and buried by means of a process. assembly without bonding agent.
  • the device has the following advantages:
  • the diffraction grating does not present the absorption and diffusion losses due to an additional deposited grating material; - The fact that the network is buried, and is not located at a partially reflecting interface, makes it possible to avoid the difficult problem of eliminating Fresnel reflection by means of an anti-reflective coating of the engraved network; - The empty channels are placed inside the waveguide where the modal field is strong; they do not push back the modal field. They provide a high diffraction efficiency with shallow channels and therefore do not significantly decrease the effective index; - The empty channels being placed at one location where the modal field is large, the diffusion losses due to the empty channels for a given radiation efficiency of the network are reduced.
  • the empty channel network can be placed where a modal field reaches zero, thereby providing the means to cancel the radiation efficiency of the network for this mode, thus providing the means of modal selectivity.
  • the bonding process only depends on the finished state of the surfaces to be assembled, it can therefore be used for a large number of technologies and substrates currently used in integrated optics;
  • Channels can be filled with fluids whose properties are to be measured
  • the channels can be filled with a fluid having non-linear properties.
  • Figure 1 is a sectional view transverse of the coupling device of the waveguide network according to the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the coupling device according to the invention comprising an opaque substrate
  • Figure 3 is a cross-sectional view of a particular embodiment of the waveguide network with the representation of certain modal fields
  • FIG. 4 is the representation of the phase adaptation condition between coupled waves a) in the case of an intra-guide coupling, b) in the case of a coupling between a guided wave and a free space wave ;
  • Figure 5 is a cross-sectional view of a device according to the invention having a variable channel depth;
  • Figure 6 is a cross-sectional view of a device according to the invention having a variable duty cycle;
  • Figure 7 is a cross-sectional view of the device according to the invention having a variable period;
  • Figure 8 is a plan view of a device according to the invention involving crossed networks;
  • Figure 9 is the cross-sectional view of the network device according to the invention coupling a free space wave to a guided wave;
  • Figure 10 is a cross-sectional view of the device according to the invention showing a resonant reflection;
  • Figure 11 is a cross-sectional view according to Figure 10 for filtering an optical frequency regardless of polarization;
  • Figure 12 is the cross-sectional view of another
  • FIG. 13 is the plan view of the network device according to the invention for filtering an optical frequency independently of the polarization;
  • Figure 14 is the cross-sectional view of another device according to Figure 10 for filtering an optical frequency regardless of polarization;
  • FIG. 15 is a plan view of a device according to the invention for the absolute measurement of an angle and a wavelength;
  • Figure 16 is the cross-sectional view of the device according to Figure 15;
  • Figure 17 is the cross-sectional view of the device according to the invention performing effective light detection;
  • FIG. 18 is the plan view of a device according to the invention for coupling between two guided waves;
  • Figure 19 is the cross-sectional view of an active network device according to the invention;
  • Figure 20 is the cross-sectional view of a device according to the invention performing a mode filtering.
  • Figure 1 is the cross-sectional view of the device according to the invention. It consists of two plates 10 and 20 bonded together without connection material along their common plane 120 by means of direct bonding (DWB) or an anode connection or any means capable of immobilizing two plates with zero spacing between the linked faces, such as an ultrasonic connection of plastics for example.
  • DWB direct bonding
  • an anode connection or any means capable of immobilizing two plates with zero spacing between the linked faces, such as an ultrasonic connection of plastics for example.
  • the WDB process is an improvement on the conventional optical contact technique. It is used in microelectronics for the assembly of silicon wafers, or of a silicon wafer with a quartz or borosilicate glass plate.
  • the WDB process involves hydrophilization of the surfaces followed by molecular adhesion between the two surfaces and by thermal annealing at low temperature (at around 400 degrees C) which makes the bond between the two surfaces. irreversible.
  • the first plate 10 comprises a transparent substrate 11 with a refractive index n sl , a dielectric film 12 of thickness t : and with a refractive index n fl and an anti-reflection coating 15.
  • the second plate 20 comprises a transparent substrate 21 of refractive index n s2 a dielectric film 22 of refractive index n f2 and of thickness t 2 and an anti-reflection coating 25 at the rear face.
  • a network 30 made of grooves or grooves 31 of depth ⁇ is defined on the surface of the dielectric film 22. Both the refractive indices n fl and n f2 are greater than the refractive indices of the substrates n sl and n sl .
  • the groove network has become a network made of empty channels buried inside a plane optical waveguide 210 made up of the films. assemblies 12 and 22.
  • the invention encompasses all the technologies capable of creating a layer of higher refractive index 12 and 22 on or in the substrates 11 and 21. This implies in particular all known integrated optical technologies, including the list of some are provided below.
  • Films with a higher refractive index 12 and 22 can be made of Ti0 2 , Ta 2 0 5 , Zr0 2 , Hf0 2 , S ⁇ doped with phosphorus or germanium, silicon Si 3 N 4 deposited on substrates 11 and 21 such as molten quartz, glass, plastic, crystal such as Al 2 0 3 , YAG. Films of higher refractive index 12 and 22 can also be obtained by an exchange of monovalent ions in the glass and a KTP substrate, or a diffusion of Ti or an implantation of ions or an exchange of protons in substrates crystals such as LiNb0 3 , LiTa0 3 , KNb0 3 . Films with a higher refractive index 12 and 22 can also be obtained by epitaxial growth of III-V semiconductor films on semiconductor substrates or by epitaxial growth of silicon on a sapphire substrate.
  • One of the substrates for example the substrate 21, can be opaque, either reflective or absorbent or both reflective, and absorbent, as in the case of a silicon single crystal at a wavelength less than about 1 ⁇ m for example.
  • the second plate 20 comprises a low index buffer layer 26 between the film 22 and the substrate 21 whose purpose is to isolate the waveguide modes from the absorbent substrate 21.
  • the anti-reflection coating 25 is not relevant.
  • the plane waveguide 210 propagates waveguide modes of TE and TM polarizations.
  • the transverse electric field profile of the first order modes TE 0 , TE ! and TE 2 is represented in FIG. 3.
  • the network 30 is placed inside the waveguide 210 where the modal field chosen has one of its maxima so as to maximize the diffraction efficiency of the guide mode d 'waves selected.
  • the network 30 is located in the middle of a symmetrical waveguide 210. This has the effect of maximize the radiation coefficient ⁇ of the waveguide network for all even TE modes, while it cancels the radiation coefficient of the odd TE modes.
  • the channels 31 of the network can be manufactured by any of the techniques of the art such as reactive ion etching, ion beam etching, wet etching, molding, injection molding, laser ablation. Preferred network groove profiles have a flat top.
  • the networks can also consist of a periodic longitudinal modulation of the refractive index of the waveguide carried out by photoinscription.
  • the network can be made on a plate 11 or on a plate 21 or on the two plates 11 and 21.
  • the period ⁇ of the network is chosen so as to allow the phase adaptation between a guided mode with a second guided mode or with a free space wave propagating in the substrates 11 and 21.
  • m is the diffraction order of the network.
  • the spatial frequency vectors K, K d and K g are all in the plane of the waveguide, being the wavelength
  • n ei K 0 ,
  • n ei K 0 #
  • mK g K 0 n e ⁇ -.- n / ⁇ sin ⁇ j in the case of coupling between an incident free space wave of wavelength ⁇ coming from the substrate i of index n / 1 at an angle of incidence ⁇ i towards a guided wave of effective index n e .
  • the depth ⁇ of the empty grooves of the network 31 should not be important because the network 30 is located near the maximum of the modal electric field. It can be calculated using different vector codes available on the market such as GSOLVER ⁇ from Grating Solver Development Company. Certain examples of groove depth are given in the various embodiments of the invention.
  • the network furrows can be curved and non-parallel as for example in the focusing networks.
  • the train paths can in particular be circular.
  • the depth of the network can be non-uniform so as to have a variable radiation coefficient ⁇ as illustrated in FIG. 5. This allows apodization of the optical frequency response of the device. The same apodization of the filter response can be obtained by modifying the line / space ratio of the device with a uniform depth ⁇ of the empty grooves 31 as illustrated in FIG. 6.
  • the network 30 can also have a variable frequency along the direction of the network vector to give rise to a focusing effect in the substrates or to have a broadband coupling in the situation of intra-waveguide coupling as illustrated in FIG. 7.
  • the network 30 can also be made up of two sets of cross channels 32 and 33 which are either defined on the same plate or one per plate. The case of crossed networks with a plate network is illustrated in figure 8.
  • FIG. 9 is the cross-sectional view of the device effecting the effective excitation of a guided mode G by means of an infinite dimension network.
  • FIG. 10 is the cross-sectional view of the device carrying out the total reflection of a polarization and of a spectral component of the collimated incident beam B by means of an area network greater than the projection of the cross section of the beam on the plane of the device.
  • the buried configuration of the network 30 in the present example of identical plates 10 and 20 allows a large radiation coefficient ⁇ , thus a small beam diameter, thus a small network surface to obtain a reflection close to 100% by means of the known resonant effect of "abnormal reflection" with a very weak Fresnel reflection by means of a guided mode G of low even order.
  • the sign is + (-) if the coupling is carried out with the counter-propagation mode (co-propagation) of the waveguide G- (G +).
  • a channel of the same wavelength as ⁇ d can be added to the beam T if it is incident with the same angle ⁇ relative to the other side of the device like the beam A.
  • a variant of the embodiment of FIG. 10 is a polarization independent filter using a network 30 whose spectrum and consists of two spatial frequencies K gTE and K_- M in digitized form, as illustrated in FIG. 11.
  • K gTE With l angle of incidence ⁇ and for the desired reflected wavelength ⁇ d , K gTE is fixed so as to couple the polarization TE of beam B with mode TE 0 of the waveguide, while Kg TM is fixed for couple the polarization TM of the beam B with the mode TM 0 .
  • the cross section of the beam and the network length are fixed as being appreciably greater than the inverse of the smallest of the radiation coefficients TE and TM.
  • FIG. 12 Another embodiment of the device according to the invention having two spatial frequencies is illustrated in FIG. 12, comprising an array of a first spatial frequency 35 on the first plate and an array of a second frequency 34 on the second plate.
  • FIG. 10 Another variant of the embodiment of the device in FIG. 10 is a polarization-independent filter using a 90-degree crossed network as shown in FIG. 8.
  • the incidence is close to normal, the plane of incidence being oriented at 45 ° with respect to each set of grooves as illustrated in FIG. 13 which is a plan view illustrating the incidence conditions, the arrow in the plane being the projection in the plane of the incident wave vector equal to K 0 n s sin ⁇ .
  • the polarization of the incident beam which is oriented along the y axis is coupled to the TE 0 mode of the planar waveguide 210 which propagates substantially along the x axis while the polarization oriented substantially along the x axis is coupled to TE 0 mode propagating along the y axis.
  • FIG. 10 Another embodiment of the device of FIG. 10 is another polarization independent filter which can be used in a wavelength measuring device of high spectral resolution or a spectrum analyzer, by rotation of the device according to the invention with respect to the incident beam B whose spectrum is measured.
  • a polarization of the incident beam B at the wavelength ⁇ c corresponding to a particular value of the angle of incidence ⁇ is fully reflected and directed towards a first detector 41.
  • the rest of the spectrum as well as the other polarization at the length wave ⁇ c is transmitted with an efficiency close to 100%.
  • a 45 ° corner cube redirects the beam transmitted to the network 30.
  • a broadband quarter-wave plate 44 whose axes are 45 ° relative to the grooves, the blade ⁇ / 4 being normal to the incident beam.
  • the previously uncoupled polarization is fully reflected and directed towards the second detector 42.
  • FIG. 15 Another embodiment of the device according to the invention is shown in the plan view of FIG. 15 showing a network of empty channels 30 whose spatial frequency varies linearly in the direction y normal to the plane of incidence.
  • the network consists of two symmetrical sections 50 and 51 placed head to tail.
  • the average period ⁇ a and the angle of incidence ⁇ are chosen so as to satisfy two conditions for adapting two phases to an average wavelength ⁇ a .
  • the first phase adaptation condition is that concerning the coupling of the incident beam B with the co-propagating dominant mode G d , of effective index n a , for example the TE 0 mode.
  • the second phase adaptation condition is that concerning the coupling of the incident beam B with a higher order counter-propagative mode G h with an effective index n h , for example the TE 2 mode.
  • the lower effective index mode G h can also be a TM mode if the incident beam contains the two polarizations.
  • the incident beam covers the entire network surface.
  • Figure 16 is the cross-sectional view of the device of Figure 15.
  • the length of the network and the cross section of the incident beam are fixed so as to be substantially greater than the inverse of the smallest radiation coefficient ⁇ between the two guided modes involved G d and G h .
  • the range of the periods of the network is linked to the range of angles and wavelengths to which the device is subjected.
  • FIG. 17 is yet another embodiment of the device according to the invention, where a network 30 buried inside a planar waveguide made of monocrystalline silicon 210 consisting of a layer 12 of n and d doped silicon 'a layer 22 made of p-doped silicon of thickness t 1 + t 2 substantially less than the absorption length of photons, effectively couples the optical power of an incident beam of free space B to the waveguide detector resulting.
  • the reflection of Fresnel is eliminated by a suitable choice of the thickness of the waveguide 210.
  • the incident beam of given polarization, of wavelength less than approximately 1 micron and of given angle of incidence is effectively detected because the optical power is redirected in a G waveguide mode along the detector plane instead of crossing the silicon with low absorption.
  • the grating 30 is a first order Bragg reflector between an incident guided mode and the same mode propagating towards the rear.
  • an array 30 is placed in the middle of a symmetrical waveguide 210 and the distributed array mirror (DFB) is used in its second order.
  • This mirror is an effective DFB mirror with a period twice as large as the first order reflection period, exhibiting zero first order radiation loss in the substrates.
  • the material of the waveguide 210 is active and two identical buried gratings 36 and 37 are placed at a certain distance from each other, thus representing a laser at Bragg's reflection 38.
  • the material of the waveguide 210 is active and two identical buried networks 36 and 37 are placed close to each other with a section called ⁇ / 4 phase shift between them (corresponding to a phase shift of ⁇ between networks 36 and 37), representing a DFB laser.
  • a mode filter is illustrated in the cross-sectional view of FIG. 20 where a multi-mode thick waveguide 210 comprising a buried network 30 in its environment, can for example propagate the modes TE 0 , TE ! and TE 2 is in fact a single-mode waveguide propagating the only TE 1 mode (because the TE 0 and TE 2 modes are filtered by the network.
  • the device diffracts the TE 0 mode in the substrate, while the TM 0 mode has a zero radiation coefficient in the normal direction despite a non-zero transverse modal electric field component.
  • Another embodiment of the device according to the invention is a network 30 buried in a waveguide 210, the grooves 31 of which are filled with fluid for measuring the characteristics of the fluid.
  • Another embodiment comprises grooves filled with a fluid having non-linear properties to act on the coupling characteristics of the device according to the invention.

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Abstract

Un élément de diffraction de lumière enterré comprend un réseau de canaux vides (31) situé à l'intérieur d'une couche d'un matériau d'indice de réfraction élevé (210) incorporé dans un substrat (11, 21); où l'efficacité de rayonnement du réseau pour des faisceaux guidés dans le guide d'ondes peut être rendue importante sans rendre le dispositif trop grand, et sélective en mode de propagation. Le dispositif selon la présente invention comprend deux plaques (10, 20) assemblées par collage direct de plaques (appelée ci-après WDB selon la terminologie anglosaxone), les deux plaques comprenant un substrat d'indice de réfraction bas (11, 21), une couche d'indice de réfraction élevé au-dessus (210), l'une des couches ou les deux couches comprenant un réseau gravé à sa surface, les couches collées d'indice élevé formant un guide d'ondes optique planaire avec un réseau de canaux vides (31) enfouis.

Description

DISPOSITIF DE DIFFRACTION DE LUMIERE ENFOUI DANS UN MATERIAU.
La présente invention concerne des dispositifs à réseaux de diffraction optiques, et plus particulièrement un dispositif de couplage à réseau de rendement élevé entre une onde guidée et une onde d'espace libre ou entre ondes guidées .
Un dispositif de couplage de rendement élevé est connu d ' après la littérature scientif ique ( " Optics
Letters " , Vol . 15 , 1990 , 1446-1448 ) entre une onde d ' espace l ibre et une onde guidée c omprenant un subs trat transparent , un guide d ' ondes plan et un rés eau à ondulations périodiques déf ini sur les deux frontières du guide d ' ondes .
Un autre dispositif de couplage est connu d'après la littérature ("Sensors and Actuators A", Vol. 60, 1997, pp. 23-28) entre une onde d'espace libre et une onde guidée pour mesurer la longueur d'onde de l'onde incidente ou l'angle entre l'onde incidente et le substrat du guide d'ondes, comprenant un réseau moulé de période variable sur un substrat en matière plastique et un guide d'ondes pulvérisé à indice de réfraction élevé.
Les règles de dimensionnement sont connues d'après la littérature ("J. of Modem Optics", Vol. 36, 1989, 1527-1539) pour dimensionner un réseau de couplage de guide d'ondes présentant l'effet de réflexion résonante dans le cas pratique d'un faisceau incident d'espace libre de section transverse finie, et sont démontrées expérimentalement dans le cas d'un miroir sélectif en longueur d'onde d'un laser à semi-conducteur au moyen d'un réseau en silicium amorphe déposé sur un guide d'ondes plan à échange d'ions dans un substrat de verre.
Un autre groupe de dispositifs de couplage est connu d'après la littérature ("IEEE J. Quantum Electron.", Vol. QE-22, 1986, 845-867) pour coupler une onde guidée incidente à une autre onde guidée ou à une onde d'espace libre au moyen d'un réseau gravé situé à la surface du guide d ' ondes . Une difficulté rencontrée par tous les dispositifs susmentionnés est que la présence d'un fluide au niveau de la surface ondulée, sous la forme de gouttes ou d'un film mince, peut perturber les propriétés de diffraction et modifier le fonctionnement du réseau. Un autre problème est les pertes par absorption et par diffusion dues à un matériau de réseau déposé.
Une autre difficulté rencontrée par l'ensemble des dispositifs mentionnés ci-dessus impliquant des ondes d'espace libre est la présence de la réflexion de Fresnel due au fait que le réseau est placé sur un interface partiellement réfléchissant.
Une autre difficulté rencontrée par l'ensemble des dispositifs mentionnés ci-dessus impliquant une onde guidée est la faiblesse inhérente de l'efficacité de rayonnement du réseau, car le réseau est situé à une frontière du guide d'ondes. Ceci implique qu'un rendement de couplage élevé d'un faisceau d'espace libre vers une onde guidée, ou un coefficient de réflexion résonnante important d'un faisceau d'espace libre, ou un coefficient de couplage important entre deux ondes guidées, nécessitent un dispositif et des faisceaux qui sont de trop grande dimension.
Un autre inconvénient de 1 ' ensemble des dispositifs mentionnés ci-dessus est qu'ils présentent une sélectivité modale médiocre car le réseau est placé à la frontière du guide d'ondes où le champ modal n'est jamais nul, ainsi tous les modes sont affectés par la présence du réseau.
En conséquence, un but général de la présente invention consiste à fournir un dispositif de couplage par réseau nouveau et utile, dans lequel les problèmes décrits ci-dessus sont éliminés.
Un autre but plus spécifique de l'invention consiste à fournir un dispositif de couplage de réseau de petite taille présentant un rendement de couplage élevé entre faisceaux de petite section transverse.
Un autre but de 1 ' invention consiste à fournir les moyens par lesquels un réseau de couplage composé de sillons vides est enterré à l'intérieur d'un guide d'ondes.
Un autre but spécifique de 1 ' invention consiste à fournir un dispositif de couplage par réseau permettant une sélectivité modale.
Les autres buts de 1 ' invention seront évidents d'après la description détaillée qui suit des modes de réalisation préférés.
Le dispositif selon la présente invention comprend deux plaques assemblées par collage direct de plaques (appelée ci-après WDB selon la terminologie anglo- saxone) , les deux plaques comprenant un substrat d'indice de réfraction bas, une couche d'indice de réfraction élevé au-dessus, l'une des couches ou les deux couches comprenant un réseau gravé à sa surface, les couches collées d'indice élevé formant un guide d'ondes optique planaire avec un réseau de canaux vides enfouis.
Pour diverses raisons, l'homme de l'art n'est pas tenté de placer un réseau de canaux vides à 1 ' intérieur d'un guide d'ondes pour obtenir un rendement de couplage élevé entre une onde guidée et une onde d'espace libre, ou des ondes guidées. Premièrement, les canaux vides situés à l'intérieur d'un guide d'ondes peuvent diminuer l'indice effectif d'un mode de guide d'ondes en dessous de l'indice de réfraction du substrat, supprimant ainsi le guidage du mode. Deuxièmement, les canaux vides du réseau, d'indice de réfraction beaucoup plus petit que l'indice effectif d'un mode guidé, repoussent le champ électrique modal des canaux, empêchant ainsi le coefficient de rayonnement du réseau d'être grand. Troisièmement, la création de canaux vides enterrés ou enfouis à l'intérieur d'un guide d'ondes au moyen des techniques de fabrication de guides d'ondes courantes telles que le dépôt par vapeur chimique, la pulvérisation cathodique, le dépôt par plasma, l'échange d'ions, la diffusion, sont manifestement très difficiles à fabriquer dans la pratique. Quatrièmement, l'enterrement d'un réseau de guide d'ondes gravé avec une plaque de couverture par des moyens disponibles de collage, par application d'époxy, conduit au remplissage des canaux de réseau et à un contrôle médiocre de 1 ' épaisseur et de l'indice de réfraction du guide d'ondes planaire résultant.
Le dispositif selon l'invention comprend un réseau de diffraction de rendement de diffraction élevé pour modes de guide d'ondes, ledit réseau étant fait de canaux vides situés à l'intérieur du guide d'ondes, et enterrés au moyen d'un processus d'assemblage sans agent de liaison. Le dispositif présente les avantages suivants :
- Le réseau de diffraction ne présente pas les pertes d'absorption et de diffusion dues à un matériau de réseau déposé supplémentaire ; - Le fait que le réseau soit enterré, et ne soit pas situé à un interface partiellement réfléchissant, permet d'éviter le problème difficile de la suppression de la réflexion de Fresnel au moyen d'un revêtement antiréfléchissant du réseau gravé; - Les canaux vides sont placés à l'intérieur du guide d'ondes à l'endroit où le champ modal est fort ; ils ne repoussent pas le champ modal. Ils fournissent un rendement de diffraction élevé avec des canaux peu profonds et en conséquence ne diminuent pas sensiblement 1 ' indice effectif ; - Les canaux vides étant placés à 1 ' endroit où le champ modal est important, les pertes par diffusion dues aux canaux vides pour une efficacité de rayonnement du réseau donnée sont réduites. Ceci provient du fait connu que le coefficient de couplage entre deux ondes guidées est proportionnel à la profondeur σ des canaux du réseau, que le coefficient de couplage entre une onde d'espace libre et une onde guidée est proportionnel au carré σ2 de la profondeur du réseau, tandis que les pertes par diffusion sont proportionnelles à la profondeur σ du réseau à une puissance plus grande que deux ;
Puisque les canaux vides sont placés à l'intérieur du guide d'ondes, le réseau de canaux vides peut être placé à l'endroit où un champ modal atteint zéro, fournissant en conséquence les moyens pour annuler l'efficacité de rayonnement du réseau pour ce mode, fournissant ainsi les moyens de sélectivité modale. Ces caractéristiques peuvent être utilisées pour effectuer un filtrage de mode de guide d'ondes ; - Le processus d'assemblage tel que WDB, et la liaison anodique sont compatibles avec les technologies et les équipements utilisés dans la micro-électronique actuelle et future, en conséquence, les dispositifs assemblés peuvent être de faible coût ; - Le processus d'assemblage n'utilise aucun agent de liaison, ainsi la géométrie de la structure, la répartition d'indice sont reproductibles, et la fonctionnalité du réseau est conservée ;
- Le processus de collage ne dépend que de l'état de fini des surfaces à assembler, il peut en conséquence être utilisé pour un grand nombre de technologies et de substrats actuellement utilisés en optique intégrée ;
- Les canaux peuvent être remplis de fluides dont les propriétés doivent être mesurées ;
- Les canaux peuvent être remplis d'un fluide présentant des propriétés non linéaires.
Les buts, caractéristiques et avantages ci- dessus de la présente invention, ainsi que d'autres, seront plus évidents d'après la description détaillée qui suit, lue conjointement avec les dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe transversale du dispositif de couplage du réseau en guide d'ondes selon la présente invention ; la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de couplage selon l'invention comprenant un substrat opaque ; la figure 3 est une vue en coupe transversale d'un mode de réalisation particulier du réseau en guide d'ondes avec la représentation de certains champs modaux ; la figure 4 est la représentation de la condition d'adaptation de phase entre ondes couplées a) dans le cas d'un couplage intra-guide, b) dans le cas d'un couplage entre une onde guidée et une onde d'espace libre ; la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un dispositif selon l'invention ayant une profondeur de canaux variable ; la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un dispositif selon l'invention ayant un rapport cyclique variable ; la figure 7 est une vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention ayant une période variable ; la figure 8 est une vue plane d'un dispositif selon 1 ' invention impliquant des réseaux croisées ; la figure 9 est la vue en coupe transversale du dispositif du réseau selon l'invention effectuant un couplage d'une onde d'espace libre vers une onde guidée ; la figure 10 est une vue en coupe transversale du dispositif selon 1 ' invention présentant une réflexion résonante ; la figure 11 est une vue en coupe transversale selon la figure 10 pour le filtrage d'une fréquence optique indépendamment de la polarisation ; la figure 12 est la vue en coupe transversale d'un autre dispositif selon la figure 10 pour le filtrage d'une fréquence optique indépendamment de la polarisation ; la figure 13 est la vue plane du dispositif de réseau selon l'invention pour le filtrage d'une fréquence optique indépendamment de la polarisation ; la figure 14 est la vue en coupe transversale d'un autre dispositif selon la figure 10 pour le filtrage d'une fréquence optique indépendamment de la polarisation ; la figure 15 est une vue plane d'un dispositif selon l'invention pour la mesure absolue d'un angle et d'une longueur d'onde ; la figure 16 est la vue en coupe transversale du dispositif selon la figure 15 ; la figure 17 est la vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention effectuant une détection de lumière efficace ; la figure 18 est la vue plane d'un dispositif selon 1 ' invention pour le couplage entre deux ondes guidées ; la figure 19 est la vue en coupe transversale d'un dispositif actif à réseau selon l'invention ;
La figure 20 est la vue en coupe transversale d'un dispositif selon l'invention effectuant un filtrage de mode .
La figure 1 est la vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention. Il est constitué de deux plaques 10 et 20 liées ensemble sans matériau de liaison le long de leur plan commun 120 au moyen d'un collage direct (DWB) ou d'une liaison anodique ou de moyens quelconques capables d'immobiliser deux plaques avec un espacement nul entre les faces liées, tels qu'une liaison par ultrasons de matières plastiques par exemple. Comme exemple, le processus WDB est une amélioration de la technique de contact optique classique. Il est utilisé en microélectronique pour l'assemblage de plaques de silicium, ou d'une plaque de silicium avec une plaque de quartz ou de verre borosilicate. Par rapport à la technique de contact optique, le processus WDB implique une hydrophilisation des surfaces suivie par l'adhérence moléculaire entre les deux surfaces et par un recuit thermique à basse température (à 400 degrés C environ) qui rend la liaison entre les deux surfaces irréversible. La première plaque 10 comprend un substrat transparent 11 d'indice de réfraction nsl, un film diélectrique 12 d'épaisseur t: et d'indice de réfraction nfl et un revêtement anti-réflexion 15. La deuxième plaque 20 comprend un substrat transparent 21 d'indice de réfraction ns2 un film diélectrique 22 d'indice de réfraction nf2 et d'épaisseur t2 et un revêtement anti-réflexion 25 au niveau de la face arrière. Un réseau 30 fait de gorges ou sillons 31 de profondeur σ est défini à la surface du film diélectrique 22. À la fois les indices de réfraction nfl et nf2 sont plus grands que les indices de réfraction des substrats nsl et nsl .
Après que les deux plaques 10 et 20 ont été liées le long de leur surface de contact 120, le réseau de sillon est devenu un réseau fait de canaux vides enterrés à l'intérieur d'un guide d'ondes optique plan 210 constitué des films assemblés 12 et 22. L'invention englobe toutes les technologies capables de créer une couche d'indice de réfraction supérieur 12 et 22 sur ou dans les substrats 11 et 21. Ceci implique en particulier toutes les technologies optiques intégrées connues, dont la liste de certaines est fournie ci-après. Les films d'indice de réfraction supérieur 12 et 22 peuvent être faits de Ti02, Ta205, Zr02, Hf02, S^ dopé au phosphore ou au germanium, silicium Si3 N4 déposés sur les substrats 11 et 21 tels que du quartz fondu, du verre, une matière plastique, un cristal tel que Al203, YAG . Les films d'indice de réfraction supérieur 12 et 22 peuvent également être obtenus par un échange d'ions monovalents dans le verre et un substrat de KTP, ou une diffusion de Ti ou une implantation d'ions ou un échange de protons dans des substrats de cristaux tels que LiNb03, LiTa03, KNb03. Les films d'indice de réfraction supérieur 12 et 22 peuvent également être obtenus par croissance epitaxiale de films de semi-conducteur III-V sur substrats de semi-conducteur ou par croissance epitaxiale de silicium sur un substrat en saphir.
L'un des substrats, par exemple le substrat 21, peut être opaque, soit réfléchissant soit absorbant soit à la fois réfléchissant, et absorbant, comme dans le cas d'un monocristal de silicium à une longueur d'onde inférieure à environ 1 μm par exemple. Dans ce cas, comme représenté sur la figure 2, la deuxième plaque 20 comprend une couche tampon d'indice bas 26 entre le film 22 et le substrat 21 ayant pour but d'isoler les modes de guide d'ondes du substrat absorbant 21. Le revêtement anti-réflexion 25 n'est pas pertinent.
Comme σela est connu par l'homme de l'art, le guide d'ondes plan 210 propage des modes de guide d'ondes de polarisations TE et TM. Le profil de champ électrique transverse des modes des premiers ordres TE0, TE! et TE2 est représenté sur la figure 3. Le réseau 30 est placé à l'intérieur du guide d'ondes 210 où le champ modal choisi a l'un de ses maxima de façon à maximiser le rendement de diffraction du mode de guide d'ondes sélectionné. Sur la figure 3 par exemple, le réseau 30 se trouve au milieu d'un guide d'ondes symétrique 210. Ceci a pour effet de maximiser le coefficient de rayonnement α du réseau de guide d'ondes pour tous les modes TE pairs, tandis qu'il annule le coefficient de rayonnement des modes TE impairs. Le coefficient de rayonnement α d'un mode guidé est le taux auquel la puissance relative P(x) propagée par un mode guidé P(x) = e"αx diminue dans la direction de propagation x en raison du réseau 30 par diffraction dans les substrats 11 et 21.
Les canaux 31 du réseau peuvent être fabriqués par l'une quelconque des techniques de l'art telle que la gravure d'ions réactive, la gravure par faisceaux d'ions, la gravure humide, le moulage, le moulage par injection, l'ablation laser. Les profils de sillon de réseau préférés ont un dessus plat. Les réseaux peuvent également être constitués d'une modulation périodique longitudinale de l'indice de réfraction du guide d'ondes réalisée par photoinscription. Le réseau peut être fait sur une plaque 11 ou sur une plaque 21 ou sur les deux plaques 11 et 21. La période Λ du réseau est choisie de façon à permettre l'adaptation de phase entre un mode guidé avec un deuxième mode guidé ou avec une onde d'espace libre se propageant dans les substrats 11 et 21.
Comme illustré sur la figure 4a) pour le premier ordre du réseau (m = 1) la condition d'adaptation de phase est Kd = KL + mKg dans la situation de couplage intra-guide entre une onde guidée incidente d'un vecteur d'onde Kt et une onde guidée diffractée de vecteur d'onde Kd. m est l'ordre de diffraction du réseau. Les vecteurs de fréquence spatiale K , Kd et Kg se trouvent tous dans le plan du guide d'ondes, étant la longueur d'onde | Kx | = nei K0, |Kd| = neiK0#|κ_|= 2π/Λ, K0 =2π/λ, λ étant la longueur d'onde, nei l'indice effectif du mode incident et ned celui du mode couplé de diffraction.
Comme illustré sur la figure 4b) , la condition d'adaptation de phase est mKg = K0ne ± -.-n/^ sinθj dans le cas du couplage entre une onde d'espace libre incidente de longueur d'onde λ provenant du substrat i d'indice n/1 sous un angle d'incidence θi vers une onde guidée d'indice effectif ne. Il y a un signe + dans l'expression ci-dessus dans le cas du couplage contra-directionnel et un signe - dans le cas du couplage co-directionnel .
La profondeur σ des sillons vides du réseau 31 ne doit pas être importante car le réseau 30 est située près du maximum du champ électrique modal . Elle peut être calculée au moyen des codes vectoriels différents disponibles sur le marché tels que GSOLVER© de Grating Solver Development Company. Certains exemples de profondeur de sillon sont donnés dans les différents modes de réalisation de l'invention. Les sillons de réseaux peuvent être courbés et non-parallèles comme par exemple dans les réseaux focalisants. Les sillons du réseaux peuvent en particulier être circulaires.
La profondeur du réseau peut être non-uniforme de façon à avoir un coefficient de rayonnement variable α comme illustré sur la figure 5. Ceci permet 1 ' apodisation de la réponse en fréquence optique du dispositif. La même apodisation de la réponse de filtre peut être obtenue en modifiant le rapport ligne/espace du dispositif avec une profondeur uniforme σ des sillons vides 31 comme illustré sur la figure 6. Le réseau 30 peut également avoir une fréquence variable le long de la direction du vecteur de réseau pour donner naissance à un effet de focalisation dans les substrats ou pour avoir un couplage à large bande dans la situation de couplage intra-guide d'ondes comme illustré sur la figure 7. Le réseau 30 peut également être constitué de deux ensembles de canaux croisés 32 et 33 qui sont soit définis sur la même plaque soit un par plaque. Le cas des résaux croisés avec un réseau par plaque est illustré sur la figure 8.
Comme premier mode de réalisation du dispositif de couplage par réseau selon 1 ' invention entre un faisceau d'espace libre B de section transversale finie et une onde guidée la figure 9 est la vue en coupe transversale du dispositif effectuant l'excitation efficace d'un mode guidé G au moyen d'un réseau de dimension infinie.
Comme deuxième mode de réalisation du dispositif de couplage par réseau selon l'invention entre un faisceau incident d'espace libre et un mode guidé, la figure 10 est la vue en coupe transversale du dispositif effectuant la réflexion totale d'une polarisation et d'une composante spectrale du faisceau incident collimaté B au moyen d'un réseau d'aire supérieure à la projection de la section transversale du faisceau sur le plan du dispositif. La configuration enterrée du réseau 30 dans le présent exemple de plaques identiques 10 et 20 permet un coefficient de rayonnement α important, ainsi un diamètre de faisceau petit, ainsi une surface de réseau petite pour obtenir une réflexion proche de 100% au moyen de l'effet résonnant connu de "réflexion anormale" avec une réflexion de Fresnel très faible par l'intermédiaire d'un mode guidé G de bas ordre pair. Ce dispositif peut être utilisé comme filtre d' addition/abandon de façon qu'un faisceau incident d'espace libre B, contenant N canaux de longueurs d'ondes λl t . . . λd, ... λn, fasse un angle θ avec la normale du dispositif selon l'invention. Si le canal λd satisfait à la condition d'adaptation de phase K0 sinθ ± neK0 = Kg a u premier ordre du réseau, et si la section transversale du faisceau B est supérieure à 1/α d'un facteur compris entre 2 et 5, le canal λd est entièrement réfléchi et abandonné comme le faisceau D tandis que les autres canaux sont transmis comme le faisceau T avec une réflexion proche de zéro. Le signe est + (-) si le couplage est effectué avec le mode de contra-propagation (co-propagation) du guide d'ondes G- (G+) . Réciproquement, un canal de la même longueur d'onde que λd peut être additionné au faisceau T s ' il est incident avec le même angle θ par rapport à l'autre côté du dispositif comme le faisceau A.
Comme exemple, un filtre d'addition/abandon pour une longueur d'onde de 1,55 μm est fourni : le guide d'ondes 210 est fait de nitrure de silicium d'indice de réfraction 1,976 et d'épaisseur de 0,4 μm incorporé dans un substrat symétrique fait de silice d'indice 1,45 ; la réflexion totale est effectuée par l'excitation du mode de propagation vers l'avant d'indice effectif ne = 1,7022 et excité par le faisceau incident sous un angle d'incidence θ = 14,55 degrés avec la normale dans le matériau de silice au moyen d'un réseau de période Λ = 0,75 μm et de profondeur σ = 30 nm. Avec une section transversale de faisceau d'un diamètre de 0,9478 mm, une largeur de ligne de filtre de 0,689 nm FWHM est obtenue.
Une variante du mode de réalisation de la figure 10 est un filtre indépendant de la polarisation utilisant un réseau 30 dont le spectre et constitué de deux fréquences spatiales KgTE et K_-M sous une forme numérisée, comme illustré sur la figure 11. Avec l'angle d'incidence θ et pour la longueur d'onde λd réfléchie désirée, KgTE est fixé de manière à coupler la polarisation TE du faisceau B avec le mode TE0 du guide d'ondes, tandis que KgTM est fixé pour coupler la polarisation TM du faisceau B avec le mode TM0. La section transversale du faisceau et la longueur de réseau sont fixées comme étant sensiblement supérieures a l'inverse du plus petit des coefficients de rayonnement TE et TM.
Un réseau à deux fréquences est une ondulation dont le profil est le produit d'une porteuse sinusoïdale de haute fréquence de fréquence spatiale Kc = (KgTE + KgTM) /2 par une modulation en cosinus de basse fréquence de fréquence spatiale Km = (KgTE - KgTM)/2. Elle est avantageusement numérisée sous la forme d'une ondulation binaire de profondeur uniforme σ, le fond du sillon correspondant aux maxima négatifs du produit ci-dessus, les sommets du sillon correspondant aux maxima positifs du produit .
Un autre mode de réalisation du dispositif selon 1 ' invention ayant deux fréquences spatiales est illustré sur la figure 12, comprenant un réseau d'une première fréquence spatiale 35 sur la première plaque et un réseau d'une deuxième fréquence 34 sur la deuxième plaque.
Une autre variante du mode de réalisation du dispositif de la figure 10 est un filtre indépendant de la polarisation utilisant un réseau croisé de 90 degrés comme représenté sur la figure 8. L'incidence est proche de la normale, le plan d'incidence étant orienté à 45° par rapport à chaque ensemble de sillons comme illustré sur la figure 13 qui est une vue plane illustrant les conditions d'incidence, la flèche dans le plan étant la projection dans le plan du vecteur d'onde incident égal à K0nssinθ. La polarisation du faisceau incident qui est orientée le long de l'axe y est couplée au mode TE0 du guide d'ondes planaire 210 qui se propage sensiblement le long de l'axe x tandis que la polarisation orientée sensiblement le long de l'axe x est couplée au mode TE0 se propageant le long de 1 ' axe y .
Un autre mode de réalisation du dispositif de la figure 10 est un autre filtre indépendant de la polarisation pouvant être utilisé dans un dispositif de mesure de longueur d'onde de haute résolution spectrale ou un analyseur de spectre, par rotation du dispositif selon 1 ' invention par rapport au faisceau incident B dont le spectre et mesuré. Comme représenté sur la figure 14, une polarisation du faisceau incident B à la longueur d'onde λc correspondant à une valeur particulière de l'angle d'incidence θ est entièrement réfléchie et dirigée vers un premier détecteur 41. Le reste du spectre ainsi que l'autre polarisation à la longueur d'onde λc est transmis avec un rendement proche de 100%. Un cube en coin 45° redirige le faisceau transmis vers le réseau 30. Entre le réseau 30 et le cube en coin 45 se trouve une lame quart d'onde à large bande 44 dont les axes sont à 45° par rapport aux sillons, la lame λ/4 étant normale au faisceau incident. Au niveau du deuxième événement de diffraction, la polarisation précédemment non-couplée est entièrement réfléchie et dirigée vers le deuxième détecteur 42.
Un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention est représenté sur la vue plane de la figure 15 représentant un réseau de canaux vides 30 dont la fréquence spatiale varie linéairement dans la direction y normale au plan d'incidence. Le réseau est constitué de deux sections symétriques 50 et 51 placées tête bêche. La période moyenne Λa et l'angle d'incidence θ sont choisis de façon à satisfaire à deux conditions d'adaptation de deux phases à une longueur d'onde moyenne λa . La première condition d'adaptation de phase est celle concernant le couplage du faisceau incident B avec le mode dominant co- propagatif Gd, d'indice effectif na, par exemple le mode TE0. La deuxième condition d'adaptation de phase est celle concernant le couplage du faisceau incident B avec un mode contra-propagatif d'ordre supérieur Gh d'indice effectif nh, par exemple le mode TE2. Le mode d'indice effectif inférieur Gh peut également être un mode TM si le faisceau incident contient les deux polarisations. Le faisceau incident recouvre la totalité de la surface de réseau.
La figure 16 est la vue en coupe transversale du dispositif de la figure 15. La longueur du réseau et la section transversale du faisceau incident sont fixées de manière à être sensiblement plus grandes que l'inverse du coefficient de rayonnement α le plus petit entre les deux modes guidés impliqués Gd et Gh. La plage des périodes du réseau est liée à la plage des angles et des longueurs d'onde auquel est soumis le dispositif. Le point de travail du dispositif est Ka = K0a(nd(λa)+nh(λa) ) /2 et sinθ≈ ( (nd (λa) -nh (λa) ) /2 , avec K_ = 2π/Λa et K0a = 2π/λa. La manière dont ce dispositif est utilisé pour des mesures d'angle et de longueur d'onde est la suivante. Pour chaque paire de valeurs inconnues de λ et θ il y a 4 abscisses le long de y où a lieu une réflexion anormale, lesdites abscisses étant lues par une matrice de CCD 52 placée sur le chemin du faisceau réfléchi ; deux abscisses dans la section supérieure 50 et deux abscisses opposées dans la section 51. Le guide d'ondes 210 étant étalonné et la dépendance en y de la période Λ (y) dans les deux sections 50 et 51 étant connue, ces quatre données donnent accès à trois valeurs inconnues :
- la position relative entre l'origine de l'axe y de le réseau 30 et l'origine de la matrice de CCD 52,
- la longueur d'onde λ du faisceau B,
- l'angle θ entre le faisceau incident et la normale au plan du guide d'ondes.
La figure 17 est encore un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention, où un réseau 30 enterrée à l'intérieur d'un guide d'ondes planaire en silicium monocristallin 210 constitué d'une couche 12 de silicium dopé n et d'une couche 22 constituée de silicium dopé p d'épaisseur t1 + t2 sensiblement inférieure à la longueur d'absorption des photons, couple efficacement la puissance optique d'un faisceau incident d'espace libre B au détecteur en guide d'ondes résultant. La réflexion de Fresnel est supprimée par un choix convenable de l'épaisseur du guide d'ondes 210. Le faisceau incident de polarisation donnée, de longueur d'onde inférieure à environ 1 micron et d'angle d'incidence donné est effectivement détectés car la puissance optique est redirigée dans un mode de guide d'ondes G le long du plan détecteur au lieu de traverser le silicium avec une faible absorption.
La figure 18 est un mode de réalisation particulier du dispositif selon les figures 3 et 4a) pour ondes guidées où un réseau enterré 30 agit comme un coupleur entre deux modes guidés colinéaires Gd et Gh d'indices effectifs nd et nh si la condition d'adaptation de phase K0(nd-nh)=Kg est satisfaite et si aucun des deux champs modaux couplés n'est non-nul dans la région de réseau 30.
Dans un mode de réalisation particulier, le réseau 30 est un réflecteur de Bragg de premier ordre entre un mode guidé incident et le même mode se propageant vers 1 ' arrière .
Dans un autre mode de réalisation particulier, un réseau 30 est placée au milieu d'un guide d'ondes symétrique 210 et le miroir à réseau réparti (DFB) est utilisé à son deuxième ordre. Ce miroir est un miroir DFB efficace de période deux fois plus grande que la période de réflexion au premier ordre, présentant une perte de rayonnement nulle au premier ordre dans les substrats.
Dans un autre mode de réalisation, comme illustré sur la figure 19, le matériau du guide d'ondes 210 est actif et deux réseaux enterrés identiques 36 et 37 sont placés à une certaine distance l'un de l'autre représentant ainsi un laser à réflexion de Bragg 38.
Dans un autre mode de réalisation, le matériau du guide d'ondes 210 est actif et deux réseaux enterrés identiques 36 et 37 sont placés près l'un de l'autre avec une section dite de déphasage de λ/4 entre elles (correspondant à un déphasage de π entre les réseaux 36 et 37), représentant un laser DFB.
Dans un autre mode de réalisation du dispositif de couplage de réseau selon l'invention, un filtre de mode est illustré dans la vue en coupe transversale de la figure 20 où un guide d'ondes épais multi-mode 210 comprenant un réseau enterré 30 en son milieu, peut par exemple propager les modes TE0 , TE! et TE2 est en fait un guide d'ondes monomode propageant le seul mode TE1( car les modes TE0 et TE2 sont filtrés par le réseau.
Dans un autre mode de réalisation du dispositif de couplage par réseau selon l'invention, un filtre de polarisation comprend un réseau 30 au milieu d'un guide d'ondes monomode 210 dont la période Λ satisfait à la condition proche de la direction verticale pour le mode TM0, Kg=K0neTM. Le dispositif diffracte le mode TE0 dans le substrat, tandis que le mode TM0 présente un coefficient de rayonnement nul dans la direction normale malgré une composante de champ électrique modal transverse non-nulle.
Un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention est un réseau 30 enterré dans un guide d'ondes 210 dont les sillons 31 sont remplis de fluide pour la mesure des caractéristiques du fluide. Un autre mode de réalisation comprend des sillons remplis d'un fluide ayant des propriétés non- linéaires pour agir sur les caractéristiques de couplage du dispositif selon invention.
Les modes de réalisation ci-dessus ne sont fournis que comme exemples de modes de réalisation du dispositif selon l'invention. Un certain nombre d'autres modes de réalisation de 1 ' invention seront facilement conçus par l'homme de l'art à la lumière de la présente description.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Dispositif de couplage de réseau caractérisé en ce qu'il est constitué de canaux vides situés à l'intérieur d'un guide d'ondes, et enterrés au moyen d'un processus d'assemblage, sans agent de liaison.
2 - Dispositif de couplage de réseau selon la revendication 1 caractérisé en ce que les canaux sont susceptibles d'être remplis de fluides dont les propriétés doivent être mesurées ..
3 - Dispositif de couplage de réseau selon la revendication 2 caractérisé en ce que les canaux sont susceptibles d'être remplis de fluides non linéaire. 4 - Dispositif de couplage de réseau selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est formé de deux plaques 10 et 20 liées ensemble sans matériau de liaison le long de leur plan commun 120 par un moyen capable d'immobiliser deux plaques avec un espacement nul entre les faces liées, tels qu'une liaison par ultrasons de matières plastiques par exemple, d'un collage direct de plaques (DWB) ou d'une liaison anodique .
5 - Dispositif de couplage de réseau selon la revendication 4 caractérisé en ce que la première plaque 10 comprend un substrat transparent 11 d'indice de réfraction nsl , un film diélectrique 12 d'épaisseur tl et d'indice de réfraction nf2 et un revêtement anti-réflexion 15.
6- Dispositif de couplage de réseau selon la revendication 4 ou 5 caractérisé en ce que la deuxième plaque 20 comprend un substrat transparent 21 d'indice de réfraction ns2, un film diélectrique 22 d'indice de réfraction nf2 et d'épaisseur t2 et un revêtement antiréflexion 25 au niveau de la face arrière. 7 - Dispositif de couplage de réseau selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il présente un réseau 30 fait de sillons 31 de profondeur σ est défini à la surface du film diélectrique 22. À la fois les indices de réfraction nfl et nf2 sont plus grands que les indices de réfraction du substrat nsl et nsl .
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