Optimisation de dispositifs en guide d'onde avec coupleur a réseau : application aux commutateurs optiques

(Reçu le 12 novembre 1993, révisé le 1$^{\it er}$ avril 1994, accepté le 14 avril 1994)

Abstract
Numerous devices used in the field of photonics and optronics are made of semiconductor multilayered structures including a nonlinear waveguide and a grating coupler. Optimization of such devices depends on the optical thicknesses of the various layers and on the grating characteristics. For a given sample, the layer parameters are usually known as a first approximation, but a good accuracy is necessary to define the operating wavelength and the coupler characteristics. In a particular case - a InP/InGaAsP/InP sample which operates for optical switching in the transmission mode - we have first defined an optimized structure. Then, we have built an experimental set-up able to measure reflection and transmission coefficients versus polarization, wavelength and incidence angle. From transmission measurements performed with this apparatus, we have deduced both real and imaginary parts of the layers refractive indices. These calculated values allowed us to reoptimize the structure and to determine the operating wavelength.

Résumé
De nombreux dispositifs utilisés en photonique et optoélectronique sont constitués de structures multicouches en semi-conducteurs comportant un guide d'onde non linéaire et d'un coupleur à réseau. Leurs performances dépendent, en particulier, des épaisseurs optiques des différentes couches constituantes et des caractéristiques du réseau de diffraction. Pour un échantillon, les paramètres nominaux des différentes couches sont connus en première approximation, mais il est nécessaire de les préciser pour définir les conditions de fonctionnement et les caractéristiques optimales du coupleur. Dans un cas particulier - échantillon de InP/InGaAsP/InP qui doit fonctionner en commutateur optique par transmission - nous avons défini une structure optimale, puis nous avons mis au point un montage expérimental permettant de mesurer les coefficients de réflexion et de transmission en fonction de la polarisation, de la longueur d'onde et de l'angle d'incidence. Nous avons déduit de ces mesures les parties réelle et imaginaire des indices. Ces résultats nous ont permis de réoptimiser la structure (définie a priori) et de déterminer sa longueur d'onde de fonctionnement.