Intégration Optique Technologies et fonctions pour les

Intégration OptiqueTechnologies et fonctions pour

les télécommunications

Michel Gadonna

JPOM 2006 IntIntIntIntéééégration optiquegration optiquegration optiquegration optique 2222

Optique intégrée Ensemble de fonctions optiques sur un même substrat

Introduction

� Réduction des coûts de fabrication� Réduction des coûts d’exploitation� Augmentation des fonctionnalités optiques et électroniques

� Utilisation du photon au lieu de l’électron� Fréquence optique : 200THz : large bande passante� Les débits des services : 10 Mbit/s, 100 Mbits, …� Accroissement du volume et de la vitesse de traitement� Vitesse de transmission des interconnexions� La limite de l’électronique est 20 GHz


� Guides ondes optiques� Différentes fonctions:

� Couplage, connexions

� Division, concentration

� Multiplexage, démultiplexage

� filtrage

Substrat: Si

Couche d'isolement: SiO2

Couche de recouvrement: SiO2

coeur: SiO2dopé Ge

Indices à 1,55 µmnon-dopé : 1,448

dopé : 1,457

Largeur typiquecoeur : 7 µm

Epaisseursisolement : 7 µmcoeur : 6 µmrecouvrement : 7 µm

Introduction

� Composants actifs:Emetteurs, récepteurs� Composants activables: electro-optique, acousto-optique, thermo-

optique, non-linéaire � Fonctions : commutateurs, atténuateurs variables, fonctions reconfigurables


� Réflexion totale interne: angles θ < θθθθc = arccos (n2/n1)

� Onde plane transverse λ=λ0 / n1 avec un nombre d ’onde n1 k0

� Vecteur d’ ondes : kx =0, ky = n1 k0 sin(θ) , kz = n1 k0 cos(θ)� Indice effectif : neff= kz / k0

Guides planaires

� RRRRééééflexion totale interneflexion totale interneflexion totale interneflexion totale internerecouvrementrecouvrementrecouvrementrecouvrement

coeurcoeurcoeurcoeur

IsolementIsolementIsolementIsolement

d

z

y

x

n1

n2

θ

n2

Δn= n1- n2 / n2

� Mode TE : le champ E est dirigé suivant x (Ey = 0)

� Mode TM : le champ H est dirigé suivant x (Hy = 0)

(substrat)(substrat)(substrat)(substrat)


Analyse et modélisation� Equation de propagation (mode TE)

� Solution harmonique dans le guide et exponentielle décroissante à l’extérieur

−<−γ>−γ−

<<−ϕ+== β−

2/dy))2/dy(exp(B

2/dy))2/dy(exp(B

2/dy2/d)ykcos(A

)y(ae)y(a)z,y(Ey

zjx

� Constante de propagation β = kz =k0 neff

� γ : coefficient de décroissance à l’extérieur du coeur

0E)zy

( 22

2

2

2

=εµω+∂∂+

∂∂

� u = k0 (d/2) (n12- neff2 )1/2 = ky (d/2)

� v = k0 (d/2) (neff2- n22 )1/2 = γ (d/2)

� Fréquence normalisée : V = k0 (d/2) (n12- n2

2 )1/2

⇒u2 + v2 = V2

� Résolution graphique


0

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6u

v

m=0m=1

m=2

m=3

Guides planairesGuides planairesGuides planairesGuides planaires

TE : v=Arctan [( (V2-u2) /u2 )1/2]+ m π/2TM: v=Arctan [(n1/ n2 )( (V2-u2 )/u2 )1/2]+ m π/2

� Fréquence de coupure de mode

� V= m π/2 : disparition d’un mode

� Monomode si V < π/2

Mode TE (EH01) Mode TM(HE01)

m=0 m=1 m=2

n2

1

n2d

1

0

∆λ<

Modes pairs ϕ = 0

m= 0,2,4,

Modes impairs ϕ = = π/2m= 1,3,5,


Guide Planaire

� Equation de propagation nous donne

20

22

2220

222y knetknk

1=β+γ−=β+

� Courbes de dispersion� Relation entre β ( kz ou neff) et ω ( k0)

� Basse fréquence -v et γ =0 donc

� β= n2 k0= n2 ω/c - faible confinement

� Haute fréquence - V →∞ et γ →∞� β= n1 k0= n1 ω/c - fort confinement ωωωω

ββββnnnn2222 ωωωω/c

nnnn1111 ωωωω/c

� Confinement : rapport de la puissance dans le cœur sur la puissance totale


Guide Canal (3D)

� Méthode de l ’indice effectif (Marcatili):Guide 2D

� 3 domaines verticaux ⇒ stucture planaire infinie

nnnng1g1g1g1 nnnng1g1g1g1 nnnng1g1g1g1

nnnng2g2g2g2 nnnng2g2g2g2nnnncccc

nnnng3g3g3g3nnnng3g3g3g3nnnng3g3g3g3

nnnnceffceffceffceff nnnngeffgeffgeffgeffnnnngeffgeffgeffgeff nnnngggg nnnncccc dddd

� nouvelle structure verticale de guide plan� Calcul de l ’indice effectif du mode

� Calcul numérique: Beam propagating method (BPM)Méthodes des éléments finis 2 ou 3D


Guide canal

1

2

3

4

5

6

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Largeur du guide (en µm)

Ray

on d

e m

ode

(en

µm

)Dn = 4.10-3

Dn = 7.10-3

Dn = 11.10-3

Dn = 15.10-3

Dn = 19.10-3

Dn = 4.10-2

Domaine multimode


Guide canalGuide canalGuide canalGuide canal

Sensibilité à la courbure en fonction de ∆∆∆∆n� Pertes par radiation dans la partie courbe

� Ac= c1 Exp (- c2 R)

� Perturbation � Guide d ’onde droit équivalent R2a

R a-a Xc

n

neffR

xn2)x(n)x(n 2

eff22

eq ⋅⋅+=

0,01

0,1

1

0,1 1 10

différence d'indice %

Att

énua

tion

dB/c

m

0,01

0,1

1

10

100

rayo

n co

urbu

re m

in m

m

(0,1

dB

)

� Rayon courbure min ⇒⇒⇒⇒ rayon pour Ac= 0,1 dB/cm


� ∆∆∆∆n fort� Mode est confiné dans le coeur-

⇒ Faibles pertes par courbures –

� Dimensions du guide sont réduites

⇒ forte densité d’intégration

Guide canalGuide canalGuide canalGuide canal

� ∆∆∆∆n faible � Le mode s’étend dans la gaine

⇒pertes par courbures fortes� Dimensions du guide plus grandes

⇒ Faible densité d’intégration

� Pertes linéiques : absorption du matériau, diffusion, rugosité du canal

� Confinement : différence d’indice, dimensions

� Rayon de courbure : différence d’indice, dimensions� Biréfringence : matériaux, dimensions du guide, contraintes


Guide Canal

∆n = 0,75%27 x 27 mm

� AWG 16 canaux 100GHz (NTT)

∆n = 1,5%15 x 15 mm

∆n = 25%5 x 7 mm


TechnologiesTechnologiesTechnologiesTechnologies

� Dépôt de couches

Substrat en silicium

Couche d’isolement

Couche de coeur

résine

masque

Eclairement UVEclairement UVEclairement UVEclairement UV� Gravure du motif


Couche d’isolation

Couche de coeur

résine

résineSubstrat en silicium


Couche de coeur

résine� Couche de recouvrement



Couche de coeur

Couche de recouvrement

� Réalisation du guide� Photolithographie et gravure

� Photo-inscription directe

� Formage

� MMMMééééthodes de dthodes de dthodes de dthodes de déééépôt :pôt :pôt :pôt :� Echange Ionique, Diffusion� Hydrolyse à la flamme� Dépôts en phase vapeur� Dépôts par étalement ou par

trempage

Fabrication de guides d’ondes optiques canaux


Echange d ’ions-diffusionAg+/ Na+ � Guide circulaire enterré

� Flame Hydrolysis Deposition : FHDDépôt par hydrolyse à la flamme

Substrat (Si)Substrat (Si)Substrat (Si)Substrat (Si)

MatMatMatMatéééériau vaporisriau vaporisriau vaporisriau vaporiséééé(SiCl4, GeCl4) (SiCl4, GeCl4) (SiCl4, GeCl4) (SiCl4, GeCl4)

O2, O2, O2, O2, H2H2H2H2

ChalumeauChalumeauChalumeauChalumeau

Plateau Plateau Plateau Plateau tournanttournanttournanttournant

Mouvement chalumeauMouvement chalumeauMouvement chalumeauMouvement chalumeauEquipement FHD (Alcatel)

Guide Guide Guide Guide diffusdiffusdiffusdiffuséééé

verreverreverreverre

Solution ioniqueSolution ioniqueSolution ioniqueSolution ionique

masquemasquemasquemasque

Etape 1 :Etape 1 :Etape 1 :Etape 1 :

Guide Guide Guide Guide enterrenterrenterrenterréééé

verreverreverreverre

Solution ioniqueSolution ioniqueSolution ioniqueSolution ionique

Etape 2 :Etape 2 :Etape 2 :Etape 2 :

Champ Champ Champ Champ éééélectrique lectrique lectrique lectrique

DCDCDCDC Teem Photonics



Technologies

� chemical vapor deposition

� CVD : qques dizaines nm / min

� PECVD :Plasma Enhanced CVD

� Fréquence RF : 13,56 MHz� qques dizaines nm / min

� ICP-PECVD : Inductive CoupledPlasma – PECVD

� Fréquence RF : 2,45 GHz� qques centaines nm / min

PlasmaPlasmaPlasmaPlasmaRFRFRFRF

substratsubstratsubstratsubstrat


� Dépôt à la tournette –spin-coatingFormation d’un film mince sur un plateau qui tourne à vitesse élevée

� Dépôt par trempage ou dipcoatingFormation d’un film par immersion dans une solution puis émersion et évaporation du solvant

� Polymères, Sol-gels



� Photolithographie

Insolation UVInsolation UVInsolation UVInsolation UValignementalignementalignementalignement

RRRRéééésinesinesinesine

RRRRéééésine positivesine positivesine positivesine positiveRRRRéééésine nsine nsine nsine néééégativegativegativegative

Lampe UVLampe UVLampe UVLampe UV

MasqueMasqueMasqueMasque

RRRRéééésinesinesinesinesubstratsubstratsubstratsubstrat

� Contact ou ProximitContact ou ProximitContact ou ProximitContact ou Proximitéééé � Par projectionPar projectionPar projectionPar projection



� Gravure : Réaliser un profil géométrique

� Paramètres de gravure:� Anisotropie en fonction de l ’orientation, de la maille cristalline

� Sélectivité par rapport aux matériaux

� Qualité des flans de gravures : pertes et biréfringence

� Deux technologies de gravures: � Gravure humide-

� Réaction de dissolution

� Gravure Physico-chimique (sèche)–

� gravure ionique réactive ( RIE)



Gravure Sèche

� RIE : Reactive Ion Etching

� Anisotropie de gravure

� vitesse de gravure 1500 Angstrom/min

� Nécessité de contrôler la profondeur gravée

� Les gaz dépendent des matériaux à graver


Photo-inscription directe

� Photo-sensibilité -UV� Matériau photosensible- variation d ’indice par éclairement UV � Silice dopée GeO2 et hydrogénée- polymères � éclairement par masque en contatc ou par projection� inscription par faisceau collimaté mobile

� Laser� Inscription par faisceau laser femtoseconde� variation d ’indice ou le faisceau est focalisé� possibilité de réaliser des circuits en trois dimensions


� Formage :

� Adapté aux polymères

� Gravure du négatif du motif dansune matrice

� Procédé de réalisation de la matrice peut êtrecomplexe (Faisceaux d’électrons)

� Moulage � Etalement du matériau sur la

matrice� Solidification : Evaporation du

solvant, thermique, insolation� Démoulage

� Impression (nano-impression)� Etalement d’un matériau sur un

substrat� Impression d’un motif par pression� Démoulage

Problème de la qualité des faces au démoulage



� rayons des modes : ωωωω0, ωωωω1

� Ko : couplage max (indices)

-réflexions Fresnel

� Θ : défaut d ’angle ,

� X : écart transversal

� ωωωω0= ωωωω1

-1 µm : 0,25 dB-1 degré : 0,3 dB

Tolérances de positionnement

-12

-8

-4

0

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

défaut perpendiculaire à l'axe optique (µm)pe

rtes

(dB

)

guide 1µm-fibre 8,5µm

Guide 8,5 µm-fibre 8,5µm

guide 4 µm-fibre 8,5µm

η κω ω

π θ ω ωλ ω ω0 0

2

12

02

2 212

02

212

02

2 2= −+

−+

exp(( ) ( )

)x

Couplage Guide/FibreCouplage Guide/FibreCouplage Guide/FibreCouplage Guide/Fibre

�ωωωω0 0 0 0 #### ωωωω1111 adaptation des modes : lentilles, taper guide aminci ou élargi


Alignement actif : optimisation de l’alignement par mesure du flux transmis

XXXXZZZZ

YYYY

Alignement Passif :Gravure en vé ou en U� butées mécaniques pour aligner les deux guides� Difficulté reportée au niveau de la fabrication du circuit

Couplage Guide/FibreCouplage Guide/FibreCouplage Guide/FibreCouplage Guide/Fibre


Fonctions

� Configurations de guides

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 5 6 5 6 5 6 5 6

� 1 : guide droit� 2 : Courbe en S� 3 : Branche en Y� 4 : Mach -Zehnder� 5 : Coupleur directionnel� 6 : Intersection


Fonctions Coupleur Y

� Indépendant de la longueur d ’onde

� Pertes par radiation importante (3 dB) ⇒ angle très petit

� ∆n = 0,5% ⇒ longueur 10 mm environ

( )( )

−+⋅⋅

−+

⋅=

225,0

3exp1

1

cladeffbeffa

effbeffa

nnn

nnPinPa

α

Pin

Pb

Panclad

� Coupleur 1 X 8 (Asahi Glass)


P2

P1Po

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( )[ ]2122

2

2

122

2

11

2/C

zsinC

0PzP;zsinC

10PzP

β∆+=γ

γ

γ=

γ

γ−=

Fonctions Coupleur directionnel

� Coefficient de couplage C fonctionCoefficient de couplage C fonctionCoefficient de couplage C fonctionCoefficient de couplage C fonction� la distance entre guides� Des indices des guides et du

milieu

� Longueur de couplage : LC= π/2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 2 4 6 8 10LC

Cou

plag

e

P1P2

4 µm

7,5 µm

7,5

µm

� Exemple: ncoeur=1,449, nclad = 1, 444

⇒Longueur coupleur 50/50 = 2 mm


MZI : Mach-Zehnder� Structure interférométrique� Différence de temps de propagation

dans les deux branches:� constantes de propagation� longueur des guides

� Coupleurs directionnels achromatiques

� Multiplexeurs/démultiplexeurs� Plusieurs MZ en série –Interleaver

� Multiplexeur Add-Drop -en association avec des réseaux de Bragg

� Commutateur -Activation thermo-optique ou electro-optique

P1P1P1P1

f1111 f2222

2222q====D((((bL ))))PinPinPinPin

P2P2P2P2

( ) ( )2122

2122

in

2 sinsinsincosP

P φ−φ⋅θ+φ+φ⋅θ=

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

1,54 1,542 1,544 1,546 1,548 1,55

longueur d'onde (µm)

Fonctions MZI


Fonctions Fonctions Fonctions Fonctions MZI

Add-drop 32 canaux (NTT Photonics Labs)


MMI : MultiMode Interférences

� Un guide monomode d ’entrée

� une section de guide multimode

� N guides monomodes de sortie

� Interférences des modes en sortie

� Forte sensibilité à la longueur d ’onde

� Pertes en excès plus faible que pour la structure en Y

zj

pppMMI

pe)y,x(Ec)z,y,x(E β−∑=

Fonctions MMI


Fonctions AWG

AWG : Arrayed Waveguide Grating

Guide d ’entrée Guide de sortie

l 1111

Réseau de guides

Coupleurs en étoile

Diffraction Focalisationλλλλ1λλλλ2

λλλλ2

λλλλ3

λλλλ3

m λλλλk = ns d ( sin ααααin + sin ααααout ) + ng ∆∆∆∆Lg


� Multiplexage de grands nombres de canaux : 40, 80, …, 256

� faible distance entre canaux : 200 Ghz, 100 GHz, 50 GHz, 25 GHz

� faible pertes pour un grand nombres de canaux: 5 à10 dB (fibre à fibre)

� Pertes varient faiblement avec le nombre de canaux

Fonctions AWG


� Cavités résonantes:

� miroirs ⇔ taux de couplage guide/cavité

� longueur de cavité : intervalle spectral libre

� ISL fort : Longueur faible

couplagedetcoefficien:K

;rn2

1

2

K2

rn2

1

rn2

C)f(ISL

e

2

20

e2

e

0

⋅⋅π⋅

π⋅=

λδλ

⋅⋅π=

λλ∆

⋅⋅π=

Fonctions Micro-résonateurs

Micro-anneaux PMMA/PMATRIFE (CCLO)

in out

drop add

IntIntIntIntéééégration optiquegration optiquegration optiquegration optique 33333333

E1 0( )E2 0( )

E LB1( )E LB2( )

•Variations périodiques de l ’indice

Λ=λ effB n2nc

0 LB

Indice de cœur

ΛΛΛΛ

Fonctions Réseaux de Bragg

� Photo-inscription

Masque de phase

Guide optique dopéGe

Faisceau UV - 244 nm

ordre -1 ordre +1

� Gravure

• Λ période du réseau• neff indice effectif


Fonctions Réseaux de Bragg

MIE : Multiplexeur Insertion Extraction (Add-drop)

Structure Mach-Zehnder Structure coupleur et MMi

Réseau de BraggΣλ

Σλ - λB drop+ λB add

λB add

λBdro

Σλ

λB drop

Σλ - λB drop+ λB add

λB add

DC-OADM

MZI-OADM


Fonctions Activation

� Thermo-optique :

� variation d ’indice contrôlé par la température

� Polymère dn/dT : 4 10-4 / silice : 10-5

� Energie importante (SiO2 100mW/ circuit)- Vitesse lente : quelques ms

� Activation d’une fonction par effet thermique, electro-optique� Dépôt d’électrodes pour activation

� Applications : commutateur, VOA, Filtres accordables, …

� Electro-optique :Effet Pockels

� LiNbO3 (r:30 pm / V) – 40 GHz� Polymères (r:200 pm / V) – 100GHz

EnrnEn ⋅⋅⋅−= 3)2/1()(

Lrn

dV

3 ⋅⋅⋅λ=π


� Commutateur 8X8 NTT� Perte : < 8 dB

� Taux d ’extinction : > 40 dB

� uniformité : < 2 dB

� Vitesse : < 3 ms

� consommation < 8 W

� Tension : 24 Volts

Optique intégrée - Dispositifs Thermo-Optique


Matériaux

� Critère d’atténuation� Absorption du matériau� Les différences d’indices possibles à obtenir

� Critère de fabrication des guides� Technologies adaptées : diffusion ionique, dépôt et gravure, photo-

inscription directe� Techniques de dépôt et de gravure (Rugosité des flans du guide)� Caractéristiques physiques et chimiques des matériaux Dilatation thermique différente ⇒contraintes ⇒pertes et biréfringence

� Les fonctions réalisables� Caractéristiques thermo-optiques, électro-optiques, effet Kerr� Biréfringence� Bande passante optique


MatMatMatMatéééériauxriauxriauxriaux

Electro-optique

Thermo-optique

Non-linéarité

Electro-optique

Émission

détection

Electro-optique

Acousto-optique

Bon marché

Souplesse de fabrication

Coût faible

Dopage terre rares

Propriétés

Etalement

Moulage

Epitaxie

Echange ionique,

protonique

CVD, FHD

Oxydation thermique

Sol-Gel

Echange ionique

Technologies

Grande souplesse

Propriétés diverses

Forte densitéd’intégration

Contrôle de la propagation

Technologie microélectronique

Souple

Faibles pertes

Fabrication facile et de faible coût

Avantages

Commutateurs

Modulateurs

Passives

Polymères

Sources, détecteurs, modulateurs, amplificateurs

III-V

Commutateurs, modulateurs

Niobate de Lithium

Passives

Commutateur thermo-optiques

SiO2/Si

Passives

amplificateurs

Verres

FonctionsMatériau


Matériau Pertes dB/cm

Perte de couplage

dB

n ∆n max %

Biréfringence

Coefficient thermo-

optique /°

Fréquence modulation

Max Silice 0,1 0,5 1,44

1,47 1,5 10-4

10-2 10-5 1 kHz

(TO) Silicium

(SOI) 0,1 1 3,4757 70 10-4

10-2 1,8x10-4 1 kHz

(TO) SiOxNy 0,1 1 1,45

1,9905 30 10-3

10-6 10-5 1 kHz

(TO) Polymeres 0,1 0,5 1,3-

1,7 35 10-6

10-2 -1x10-4

–4x10-4 > 100 GHz

(EO) Niobate de

lithium 0,5 2 2,2125 0,5 10-2

10-1 10-5

40 GHz

(EO) InP 3 10 3,1 3, 200 10-3

0,8x10-4

40 GHz

(EO) GaAs 0,5 2 3,3737 14, 200 10-3

2,5x10-4

20 GHz

(EO)

Matériaux


MIT Microphotonics

Vers lVers lVers lVers l’’’’intintintintéééégration de fonctions optiquesgration de fonctions optiquesgration de fonctions optiquesgration de fonctions optiques

� Assemblage de fonctions individuelles� Plusieurs Fonctions assemblées par soudure

ou assemblage de circuits

� Travail d’assemblage intense

� Technologie établie

� Hybridation de fonctions sur une plateforme� Fonctions différentes technologies

� Report sur une plateforme

� Technologie d’assemblage plus complexe

� Packaging simple

� Intégration monolithique� Une technologie pour toutes les fonctions

� Technologie très complexe

� Packaging très simple

� Coût minimal pour une production suffisante

NTT technical Review

Dupont Photonics


Hybridation

� Principe� Report de composants actifs et passifs sur une plate-forme

� Différentes technologies pour différentes fonctions

� Nécessité de combiner différents matériaux ⇒ technologie hybride

� Gravure des cavités pour le positionnement des composants rapportés

� Réalisation de butées mécaniques pour alignement des axes optiques


Hybridation

� Composants actifs Composants actifs Composants actifs Composants actifs ---- interconnexion interconnexion interconnexion interconnexion éééélectriquelectriquelectriquelectrique


Hybridation Hybridation Hybridation Hybridation

Silice, silicium, polymèresCompensateurs dispersion

LiNbO3, InP/GaAsConvertisseurs longueurs d’ondes

GrenatsIsolateurs, circulateurs

PolymèresComposants accordables

Silice, SiONMultiplexage

LiNbO3Contrôleurs de polarisation

LiNbO3, InPmodulateurs

Silice, PolymèresConnexion fibre

Polymères, LiNbO3Compensateurs PMD

InGaAsDétecteurs

Silice dopée, InP/GaAsAmplificateur

InP/GaAsLaser

Système matériau + performantFonction optique


HybridationHybridationHybridationHybridation

SiliciumSiliciumSiliciumSilicium

InPInPInPInP////GaAsGaAsGaAsGaAs

AutresAutresAutresAutres

� Transponder 10 Gbit/s


HybridationHybridationHybridationHybridation

� Plate-forme SI� Technologie C-mos� Différence d’indice élevé� Forte densité

� Plate-forme Polymère � Technologie légère� Activité electro-optique forte

(modulateurs, commutateurs)� Fiabilité ?

Dupont Photonics

Intel


IntIntIntIntéééégration monolithiquegration monolithiquegration monolithiquegration monolithique

� Si� Technologie C-mos – compatible électronique� Sources? (nano-cristaux- effet Raman)� Activité electro-optique faible� Nécessité d’utiliser des matériaux différents

� Ge (émetteurs, récepteurs)� Electro-actifs ( Titanate de barium,)

� Intel, Bookham

� III-V : GaN, GaAs, InP, Al� Développement fonctions actives� Fonctions passives : modulateurs, atténuateurs,

multiplexeurs� A développer : filtres, isolateurs� Connexion fibres � Moyens technologiques moins développés que Si

NTT

Analog Device


IntIntIntIntéééégration monolithique gration monolithique gration monolithique gration monolithique –––– IIIIIIIIIIII----VVVV

� Domaines actifs et passifs

� Inscription d’un réseau

� Surcroissance InP/GaAs

� Gravure guide

� Passivation, implantation

� Métallisation (contacts)

Transmetteur 100 Gbit/s sur un substrat monomithique

Infinera


IntIntIntIntéééégration monolithique gration monolithique gration monolithique gration monolithique –––– IIIIIIIIIIII----VVVV

Brasseur 4 canaux par assemblageBrasseur 4 canaux par assemblageBrasseur 4 canaux par assemblageBrasseur 4 canaux par assemblage

Brasseur 4 canaux IntBrasseur 4 canaux IntBrasseur 4 canaux IntBrasseur 4 canaux Intéééégration gration gration gration InPInPInPInP

Threefive Photonics BV


IntIntIntIntéééégration monolithique gration monolithique gration monolithique gration monolithique –––– Cristaux photoniquesCristaux photoniquesCristaux photoniquesCristaux photoniques

� Structure périodique de matériaux diélectriques� Bande photonique interdite (BIPs)

� défaut ⇒ mode optique dans la bande interdite

CavitCavitCavitCavitéééés : rs : rs : rs : réééésonateurs, sonateurs, sonateurs, sonateurs, lasers, filtres..lasers, filtres..lasers, filtres..lasers, filtres..

Lignes : guides dLignes : guides dLignes : guides dLignes : guides d’’’’ondesondesondesondes


IntIntIntIntéééégration monolithique gration monolithique gration monolithique gration monolithique –––– Cristaux photoniquesCristaux photoniquesCristaux photoniquesCristaux photoniques


ConclusionConclusionConclusionConclusion

20 000200202(103)Composants / semaine

109107106105Interconnexions

1012101110111012Largeur de bande future

109101010111012Largeur de bande actuelle

ProcesseursRéseau localMetropolitainLongue distance

MIT


Conclusion Conclusion Conclusion Conclusion

� Hybridation circuits optiques/ electroniques : Silicium /polymères� Intégration monolithique fonctions optiques: Si ou III-V� Intégration optique / électronique� Applications pour l’intégration : FTTH, traitement de données et

interconnexion

Micro -

Micro -

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Intégration Optique Technologies et fonctions pour les