Résonateurs en cristaux photonique : filtrage et démultiplexage.

Abstract

Les cristaux photoniques (CPs) sont des structures diélectriques dont l’indice de réfraction est modulé périodiquement à l’échelle de la longueur d’onde, influant sur la propagation des ondes électromagnétiques à l’intérieur de la structure. Du fait de cette périodicité, les (CPs) présentent une propriété optique unique : la bande interdite photonique (BIP) dans laquelle aucun mode électromagnétique ne peut se propager. C’est notamment cette propriété qui les rend intéressants pour de nombreuses applications dans le domaine des ondes électromagnétiques, l’optoélectronique et les télécommunications optiques ; allant de la détection de gaz aux filtres optiques, papiers photoniques, impression sans encre, et écrans plats réfléchissants. Dans ce mémoire, nous proposons de nouvelles topologies de filtres et de démultiplexeurs spécifiques aux deux longueurs λ= 1.31μm et λ= 1.55μm d’ondes. Ces structures sont à base de CPs bidimensionnelles formés de bâtonnets fabriquées en arsenic de galium GaAs (semi conducteur) d’indice de réfraction 𝑛𝐺𝑎𝐴𝑠 plongés dans l’air selon un réseau carré. Les démultiplexeurs proposés se composent de résonateurs en anneaux (PCRR) ; où chacun est dédié à fonctionner autour d’une bande de longueurs d’ondes 1,31 et 1,55 µm simultanément. La conception des ces composants optiques est basée sur l’utilisant de la méthode des éléments finis comme outil mathématique de simulation par le biais du logiciel adéquat appelé COMSOL Multiphysics.