ÉTUDE ET CONCEPTION DES MICRO COMPOSANTS A BASE DES CRISTAUX PHOTONIQUES BIDIMENSIONNELS

Abstract

Les cristaux photoniques sont des matériaux nano-structurés dont les tailles caractéristiques submicroniques permettent un contrôle sans précédent du confinement de la lumière et rendent possible la miniaturisation des principales fonctions optiques. Justement, cette thèse constitue un ensemble de travaux qui s’appuie sur la conception et le développement de nouveaux composants à base des cristaux photoniques pour des applications dans les communications et le traitement du signal optique à haute cadence et de leur intégration au sein de circuits photoniques en utilisant une méthode qui repose sur la résolution des équations de Maxwell aux différences finies dans le domaine temporel bidimensionnel FDTD-2D. Cette dernière permettra de percevoir aisément les mécanismes mis en jeu dans ces structures. Des dispositifs à cristaux photoniques tels que les guides mono rangée W1KA, à trois rangées omises W3KA, les doubles virages à 60°, les jonctions en Y 1×2 et 1×4 ainsi que les filtres sont élaborés afin de réaliser des fonctions tout-optique complexes et attrayantes. Plusieurs diagrammes de bandes sont calculés et présentés pour les structures carrées et triangulaires en employant la méthode des ondes planes pour le choix des paramètres d’entrées du cristal photonique (indice de réfraction, taille du motif). L’intégration de ces différents éléments au sein de "circuits optiques" s’avèrent une approche très prometteuse pour le traitement énergétiquement efficace de quantités de plus en plus importantes des données.