Brevet FR2284130A1 — publié le 19760402

L'invention concerne un dispositif pour moduler des ondes optiques guidées dans un guide d'ondes. Pour le traitement dtinformations au moyen d'un système optique intégré, des modulateurs sont nécessaires pour les ondes optiques guidées. La présente invention se propose de réaliser un dispositif pour moduler des ondes optiques guidées dans un guide d'ondes, gr2ce auquel, par utilisation de lteffet électro-optique transversal, les propriétés de guidage des ondes lumineuses du guide d'ondes peuvent être modifiées de façon commandée ou être totalement supprimées, de sorte que les ondes lumineuses qui lui sont appliquées peuvent Btre dispersées en correspondance avec l'amplitude du champ de modulation dans les modes de fuite et de rayonnement du guide d'ondes. te dispositif suivant l'invention est caractérisé par un substrat sur lequel le guide d'ondes est disposé sous forme de banda, une première électrode disposée sur la face du substrat opposée à celle où se trouve le guide ondes, une couche intermédiaire diélectrique disposée sur le guide d'ondes, une seconde électrode disposée sur la couche intermédiaire diélectrique et une source de tension. De façon avantageuse, le substrat et le guide d'ondes sont constitués par le méme matériau électro-optique, l'indice de réfraction du guide d'ondes, par suite de l'application dvune tension et/ou d'une orientation appropriée des cristaux, étant lé gèrement plus important que l'indice de réfraction du substrat. Le guide d'ondes et le substrat peuvent entre constitués par du TiNbO3, l'orientation des axes des cristaux dans le substrat étant différente de l'orientation des axes des cristaux dans le guide d'ondes. Le dispositif suivant l'invention permet donc la modulation des ondes entrantes gr ce à une dispersion coamandée, étant donné que le champ électrique de modulation, perpendiculaire à la direction de propagation des ondes appliquées, entre les deux électrodes, a la possibilité de provoquer des variations électrooptiques appropriées de l'indice de réfraction du guide d'ondes, de manière que l'angle qui se propage soit modulé. La présente invention sera mieux comprise gracie à la description suivantedlune forme de réalisation particulière donnée à titre d'exemple et représentée au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue en coupe d'un modulateur suivant l'invention. La figure 2 est un schéma représentant l'orienta- tion des axes des cristaux du guide d'ondes. La figure 3 est un schéma représentant l'orienta- tion des axes des cristaux du substrat. Dans le dispositif représenté schématiquement dans la figure 1, la référence 1 désigne un substrat qui peut être constitué par un cristal ou du verre, et sur lequel un guide d'ondes 5 en forme de bande, constitué par un matériau électro-optique, est déposé suivant une des méthodes connues, par exemple vaporisation, projection, croissance épitaxiale, évaporation. Sur le guide d'ondes 5 est déposée une couche intarmédiaire diélectrique 3 et sur cette couche intermédiaire diélectrique, ainsi que sous le substrat se trouve respectivement une électrode 4a22. De façon avantageuse, l'indice de réfraction du guide d'ondes 5, en raison de la polarisation 7 et/ou de l'orientation appropriée des cristaux, est légèrement plus important que l'indice de réfraction du substrat 1. Le substrat 1 et le guide d'ondes 5 peuvent par exemple être constitués par du LiNb03. L'orientation des axes des cristaux dans le substrat se différencie cependant de l'orientation des axes des cristaux dans le guide d'ondes 5. Les orientations des axes des cristaux dans le semiconducteur et dans le substrat sont représentées dans les figures 2 et 3. Comme on le voit dans la figure 2, l'axe xl du guide d'ondes est perpendiculaire au plan du dessin, l'axe x2 est dirigé vers la droite et l'axe x3 est dirigé vers le haut. Dans la figure 3, l'axe x3 du substrat est perpendiculaire au plan du dessin, l'axe xl est dirigé vers la droite et l'axe x2 est dirigé vers le haut. L'axe xl correspond à l'axe cristallographique a, l'axe x3 correspond à l'axe cristallographique c, et dans les deux cas l'axe x2 est parpendiculaire aux axes a et c. La couche intermédiaire diélectrique 3 sert à smp8- cher le contact direct de l'électrode 4 avc le guide d'ondes 5. Les électrodes 2, 4 peuvent être constituée par un métal ou une substance semiconductrice. Dans le guide d'ondes 5 et dans le substrat 2 doit se propager une onde électromagnétique dont l'intensité de champ électrique EL se trouve dans le plan du dessin et est dirigée parallèlement à la surface limite entre le guide d'ondes et le substrat. Entre l'électrode 4 du guide d'ondes et l'électrode 2 du substrat est appliquée une tension provenant d'une source de tension 6. Lorsque le potentiel positif est appliqué sur l'élec- trode 4 alors que le potentiel négatif est appliqué sur l'électrode 2, l'indice de réfraction augmente dans le guide d'ondes 5, alors qu'il diminue simultanément dans le substrat 1. Le choix de la tension permet au dispositif de guider sans perte une onde électromagnétique.Lorsqu'aucune tension a'est appliquée entre l'électrode 4 et l'électrode 2, l'indice de réfraction dans le guide d'ondes 5 et dans le substrat 1 est le même, de sorte qu'il apparat des pertes par rayonnement. Lors de l'inversion de la tension par rapport à la polarisation donnée ci-dessus, on obtient un guide d'ondes de fuite dans lequel il apparat également des pertes par rayonnement. Grtce à la tension appliquée entre les électrodes 2 et 4, les pertes de l'onde entrante peuvent btre commanddes. L'onde qui ressort est par conséquent modulée en intensité. A la tension de modulation peut Btre superposée une tension provenant d'une source de tension 7, la tension de polarisation devant entre réglée de façon que la variation de la transmission de la lumière soit aussi importante que possible en fonction de la variation de tension au niveau des électrodes. Dans ce cas, la tension de modulation appliquée par la source de tension 6 a un effet maximal. Lorsque l'on échange les directions des axes du guide d'ondes et du substrat, on obtient également un dispositif de modulation utilisable, une onde électromagnétique pouvant alors être guidée sans perte lorsque le potentiel positif de la tension appliquée se trouve sur l'électrode 2 du substrat. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour moduler des ondes optiques guidées dans un guide d'ondes, caractérisé par le fait qu'il comporte un substrat sur lequel le guide d'ondes est déposé sous forme de bande, une première électrode disposée du c8té du substrat opposé au guide d'ondes, une couche intermédiaire diélectrique disposée sur le guide d'ondes, une seconde électrode disposée sur la couche intermédiaire diélectrique et une source de tension. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le substrat et le guide d'ondes sont constitués par le meme matériau électro-optique, et que l'indice de réfraction du guide d'ondes est légèrement plus important que l'indice de réfraction du substrat. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le guide d'ondes et le substrat sont constitués par du LiNb03, et que l'orientation des axes des cristaux dans le substrat est différente de l'orientation des axes de cristaux dans le guide d'ondes.