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Investigation d'effets non-linéaires dans un guide d'ondes d'AlGaAs à réseau de Bragg.

Tannouri, Pamela (2012). Investigation d'effets non-linéaires dans un guide d'ondes d'AlGaAs à réseau de Bragg. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 107 p.

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Résumé

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L’étude de la photonique intégrée pour les télécommunications a récemment pris beaucoup d’ampleur afin d’obtenir des débits binaires excédant les limitations présentées par les systèmes électroniques. Pour réaliser ceci, plusieurs dispositifs optiques actifs sont nécessaires pour exécuter des fonctions telles que le multiplexage en longueur d'onde, le routage d’information, la commutation tout-optique et la conversion d’onde. L’optique non-linéaire dans des structures périodiques, comme les réseaux Bragg, peut être exploitée pour exécuter certaines fonctions. Le but de ce mémoire est d’étudier les effets non-linéaires observés dans des guides d'ondes d'AlGaAs à réseau de Bragg. La propagation d’une impulsion à haute intensité dans ces structures engendre une modification de la vitesse de phase du champ électromagnétique dû à l’interaction non-linéaire entre le champ avec la matière. Ceci induit une variation de l’indice de réfraction qui modifie à son tour la condition de Bragg (qui gère la bande interdite de la structure) permettant la commutation tout-optique ultra-rapide. Grâce à la petite taille de nos guides et de la réponse non-linéaire très élevée de l’AlGaAs, les effets non-linéaires nécessaires pour la commutation tout-optique sont obtenus avec des puissances optiques relativement faibles. Nous rapportons ici la démonstration d'un changement ultra-rapide de la bande rejetée. En couplant des impulsions de 120fs générées par un amplificateur paramétrique optique (OPA Spectra Physics 800c) dans le guide d'ondes périodique nous avons enregistré un décalage négatif de plus de 0.5nm de la bande rejetée (centrée à 1526.08nm) avec des énergies d'impulsion faible (niveau pJ). Pour simuler ces résultats, nous avons utilisé un model avec une non-linéarité effective négative du deuxième ordre, χ(²) en cascade. Une deuxième série d’expériences a dû être menée pour pouvoir confirmer que ce phénomène est vraiment celui qui prend place dans le dispositif. Ces résultats seront d’abord présentés avec la théorie des modes couplés respective pour confirmer la manifestation du phénomène χ(²) en cascade. Malgré que ce phénomène ait déjà été observé dans des fibres à réseau de Bragg, nous l’explorons pour la première fois dans des guides d’ondes intégrés. Ceci représente la première exploitation des propriétés non-linéaires dans un guide d’ondes à réseau Bragg pour la commutation tout-optique dans un système intégré.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Morandotti, Roberto
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: guide d’ondes; réseaux de Bragg; effets non-linéaires; AlGaAs
Centre: Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt: 06 août 2014 20:53
Dernière modification: 15 mars 2016 20:05
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2166

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