Brevet FR2579044A1 — publié le 19860919

Dispositif de multiplexage de plusieurs signaux lumineux en optique intégrée La présente invention a pour objet un dispo- sitif de multiplexage de plusieurs signaux lumineux en optique intégrée. Elle trouve une application notamment dans les domaines des traitements de signaux radars en temps réel, des télécommunications par voie optique, des capteurs à fibre optique, etc... Le multiplexage de signaux lumineux de lon- gueurs d'onde différentes, en optique intégrée, est un point important dans les télécommunications optiques puisqu'il permet de transporter dans une même fibre op- tique une grande quantité d'informations à bandes pas- santes constantes. Un dispositif de multiplexage ou un multi- plexeur, en optique intégrée, est un dispositif qui permet de séparer n signaux lumineux de longueurs d'on- de différentes transportés par une même première fibre optique et de réinjecter respectivement dans n secondes fibres optiques lesdits n signaux lumineux. Dans de tels dispositifs, deux problèmes im- portants se posent. Le premier problème est d'assurer la fonction multiplexeur, c'est-à-dire qu'en sortie du dispositif la ième seconde fibre optique, i étant un eentier allant de 1 à n, ne doit transporter que la longueur d'onde;i à fX/2 près. L'élément de multi- plexage idéal est donc un filtre créneau, de largeur +A /2 et de transmission 1 si i-AX/2 réfléchirait ou au contraire transmettrait parfaite- ment les signaux lumineux dont les longueurs d'onde ne sont pas comprises dans cet intervalle et inversement transmettrait ou réfléchirait ceux dont les longueurs d'onde sont comprises dans cetintervalle. Une succes- sion de tels filtres constituerait un dispositif de multiplexage idéal. Le deuxième problème important est Le coupla- ge du dispositif de multiplexage avec les fibres opti- ques généralement monomodes, transportant les informa- tions lumineuses. En effet, Les pertes lumineuses à l'entrée et à la sortie du dispositif de multiplexage doivent être Les plus faibles possibles. Dans les dispositifs de multiplexage actuel- Lement connus en optique intégrée, la fonction multi- plexeur, c'est-à-dire La dispersion chromatique des différents signaux Lumineux est assurée par un réseau, comme en optique cLassique. Un tel dispositif de multi- plexage est notamment décrit dans un article de Applied Optics, vol. 21, n 12, du 15 juin 1982, pages 2195 à 2198 de T. SUHARA et-al. intituLé "Integrated-Optic wavelength multi-and demultiplexers using a chirped grating and an ion-exchanged waveguide". Malheureusement, ces dispositifs de multi- plexage ne résolvent pas Le problème le plus important concernant le couplage du multiplexeur et des fibres optiques monomodes utilisées pour le transport des in- formations lumineuses ainsi que celui de la collimation du faisceau lumineux qui attaque l'élément dispersif ou réseau du dispositif de multiplexage. La présente invention a justement pour objet un dispositif de multiplexage de plusieurs signaux lu- mineux en optique intégrée permettant de remédier aux différents inconvénients donnés ci-dessus. En particu- lier, il permet un bon couplage avec les fibres opti- ques utilisées pour le transport des informations et donc de faibles pertes de lumière. De plus, il permet, de façon plus aisée que les dispositifs de l'art antérieur, le multiplexage de plusieurs signaux lumineux de longueurs d'onde diffé- rentes, par exemple jusqu'à huit signaux, tout en con- servant des pertes totales lumineuses acceptables. Par ailleurs, le dispositif de multiplexage de l'invention peut être réalisé selon une technologie parfaitement reproductible. La présente invention a justement pour objet un dispositif de multiplexage intégré servant a séparer n signaux -lumineux de longueurs d'onde différentes, constituant un faisceau lumineux incident transporté par une première fibre optique, et à réinjecter respec- tivement dans n secondes fibres optiques les n signaux Lumineux, ce dispositif, formé de composants optiques réalisés dans au moins un guide de lumière, étant ca- ractérisé en ce qu'il comprend: - une optique d'entrée achromatique servant à rendre parallèle le faisceau lumineux incident sortant de la première fibre optique, - au moins n réseaux disposés en cascade, travaillant en régime de Bragg, chaque réseau servant à diffrac- ter une première partie du faisceau lumineux et à transmettre une seconde partie dudit faisceau lumi- neux, l'une des deux parties ne transportant que l'un des n signaux lumineux, l'autre partie, transportant les autres signaux lumineux, étant envoyée en direc- tion du réseau suivant, et - n optiques de sortie associées aux n réseaux, chaque optique de sortie servant à focaliser la partie du faisceau lumineux ne transportant que l'un des n si- gnaux lumineux. L'optique d'entrée achromatique, qui est avantageusement un miroir parabolique, assure la colli- mation du faisceau lumineux devant être traité dans le dispositif de multiplexage. Il permet ainsi aux réseaux de travailler en régime de Bragg et donc d'assurer une bonne sélection en longueur d'onde. Selon un mode préféré de réalisation du dis- positif de l'invention, la partie ne transportant que l'un des n signaux lumineux est la partie du faisceau lumineux diffractée par le réseau correspondant. De façon avantageuse, le dispositif de multi- plexage selon l'invention comprend un microguide d'en- trée, intercalé entre La première fibre optique et L'optique d'entrée, ayant une structure voisine de ceL- le de La première fibre optique et/ou des microguides de sortie, intercalés respectivement entre Les n opti- ques de sortie et les n secondes fibres optiques, ayant respectivement une structure voisine de celles des se- condes fibres optiques. L'utilisation d'un microguide d'entrée et de n microguides de sortie, ayant une structure très voi- sine de celle respectivement des fibres optiques d'entrée et de sortie, permet d'assurer un bon couplage entre ces fibres et le dispositif de multiplexage, Li- mitant ainsi les pertes lumineuses à l'entrée et à la sortie du dispositif. De préférence, les microguides de sortie du dispositif de multiplexage sont courbes. Selon un autre mode préféré de réalisation du dispositif de l'invention, les optiques de sortie de ce dispositif sont des miroirs paraboliques achromati- ques; ces miroirs permettent une bonne focalisation des faisceaux lumineux entrant respectivement dans les différentes secondes fibres optiques. Selon un autre mode préféré de réalisation du dispositif de l'invention, les composants optiques sont formés dans deux guides de lumière superposés, un guide inférieur de forte variation d'indice et un guide supé- rieur de plus faible variation d'indice dans lequel se propage le faisceau lumineux incident. Dans une telle structure, Le dispositif de multiplexage comprend n premiers réseaux servant chacun à diffracter une pre- mière partie du faisceau lumineux et à transmettre une seconde partie dudit faisceau lumineux, l'une des deux parties ne transportant que l'un des n signaux lumi- neux, l'autre partie, transportant les autres signaux lumineux, étant envoyée en direction du premier réseau suivant, la partie ne transportant que l'un des n si- gnaux lumineux étant alors transférée du guide supé- rieur au guide inférieur, ainsi que n seconds réseaux associés auxdits premiers servant chacun à retransférer la partie du faisceau lumineux ne transportant que l'un des n signaux lumineux du guide inférieur au guide su- périeur. L'utilisation de deux guides de lumière su- perposés permet, si nécessaire, de traiter les signaux lumineux lors de leur propagation dans le guide de lu- mière à forte variation d'indice. De façon avantageuse, les éléments optiques du dispositif de multiplexage sont formés par gravure d'au moins une partie du guide de lumière. Selon un autre mode préféré de réalisation du dispositif de l'invention, le guide de lumière com- prend, réalisées dans l'ordre sur un substrat en sili- cium, une première couche d'oxyde de silicium non dopé, une seconde couche d'oxyde de silicium dopé et une troisième couche d'oxyde de silicium éventuellement dopé avec un élément diminuant l'indice de réfraction de cette troisième couche, le dopage du matériau de la seconde couche étant tel que son indice de réfraction est supérieur à celui des première et troisième cou- ches. Selon un autre mode préféré de réalisation du dispositif de l'invention, les deux guides de lumière comprennent, réalisées dans l'ordre sur un substrat semiconducteur notamment en silicium, une première cou- che par exemple d'oxyde de silicium non dopé, une se- conde couche notamment de nitrure de silicium, une troisième couche par exemple d'oxyde de silicium dopé et une quatrième couche notamment d'oxyde de silicium éventuellement dopé avec un élément diminuant l'indice de réfraction de cette quatrième couche, la troisième couche étant telle que son indice de réfraction est supérieur à celui des première et quatrième couches et inférieur à celui de la seconde couche, les première, seconde et troisième couches formant te guide de lumiè- re inférieur et Les première, troisième et quatrième couches formant le guide de lumière supérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement, en perspective, un dispositif de multiplexage conformé- ment à l'invention réalisé dans un seul guide de lumiè- re, - la figure 2 représente schématiquement, en vue de dessus, Le dispositif de multiplexage de la fi- gure 1, - La figure 3 représente schématiquement l'éLément d'entrée du dispositif de la figure 1 assu- rant La collimation du faisceau lumineux à traiter, - les figures 4a et 4b représentent respecti- vement, en coupe longitudinale, deux structures possi- bles pour Le réseau du dispositif de multiplexage con- formément à L'invention, et - la figure 5 représente schématiquement, en vue de dessus, un dispositif de multiplexage conformé- ment à l'invention réalisé dans deux guides de lumière superposés. Sur Les figures 1 et 2, on a représenté sché- matiquement un dispositif de multiplexage intégré selon L'invention servant à séparer n signaux lumineux, res- pectivement de longueurs d'onde 21 À2 t n' trans- portés par une première fibre optique 2, notamment en silice, et à réinjecter respectivement dans n secondes fibres optiques F1, F2,... Fn, les n signaux lumineux. En particulier, la fibre optique F1 ne reçoit que le signal lumineux de Longueur d'onde '1,... et la fibre optique F ne reçoit que Le signal lumineux de longueur n d'onde Xn' Les longueurs d'onde %1, A2'...' An peuvent être comprises entre 0,7 pm et 1,8 pm. Les n signaux lumineux transportés par la première optique 2 forment un unique faisceau Lumineux incident 4. Ce dispositif de multiplexage comprend, com- me représenté sur la figure 1, un guide de lumière 6 réalisé sur un substrat semiconducteur monocristallin 8 par exemple en silicium ou formé de matériau III-V tel que le GaAs. Le substrat est obtenu par -clivage d'un bloc semiconducteur afin de présenter des faces E et S rigoureusement paralèlèes. Le guide de lumière 6 est constitué de trois couches superposées respectivement 10, 12 et 14. La couche 12, intercalée entre les couches 10 et la couche 14, constitue la couche guidante du guide. Elle présen- te un indice de réfraction supérieur à celui des cou- ches 10 et 14. Par exemple, la couche inférieure 10 surmontant le substrat 8 est réalisée en oxyde de sili- cium pur, la couche 12 en oxyde de silicium dopé notam- ment au phosphore, au germanium ou au titane, et la couche supérieure 14 en oxyde de silicium pur ou dopé avec un élément tel que le bore ou le fluor, diminuant l'indice de réfraction de ladite couche. Les couches d'oxyde pur 10 et 14 présentent, pour une même longueur d'environ 0,8 pm, un indice de réfraction par exemple de 1,45 pour de l'oxyde pur et la couche d'oxyde dopé 12 un indice de 1,46. Ce guide de lumière à faible variation d'indice présente des caractéristiques voi- sines de celles des fibres optiques monomodes en silice généralement utilisées en optique intégrée; sa faible variation d'indice permet de rester monomode même pour une couche guidante 12 de 10 pm. Dans ce guide de lumière 6, sont intégrés les différents composants optiques du dispositif de multi- plexage. Le dispositif de multiplexage comprend à son entrée E un microguide 16, permettant d'assurer un bon couplage entre la première fibre optique 2 transportant les signaux lumineux de longueurs d'onde différentes et le dispositif de muLtipLexage. Ce microguide 16 d'en- trée présente une structure très voisine de celle cons- tituant la fibre optique 2 qui est notamment une fibre monomode réalisée en silice ou oxyde de silicium. Ce microguide 16, comme représenté sur la figure 2, est de préférence un microguide rectiligne. Une optique achromatique 18 telle qu'un mi- roir achromatique de forme parabolique permet de colli- mater le faisceau lumineux 4, issu du microguide d'en- trée 16 et contenant les signaux lumineux de longueurs d'onde différentes. Autrement dit, cette optique 18 permet de transformer, comme représenté sur la figure 3, la lumière sortant du microguide 16 assimilée à un point lumineux P en un faisceau de lumière paraLLèLe 20; pour ce faire, le point lumineux P doit être situé au foyer de l'optique 18. Le faisceau de lumière parallèLe 20 issu du miroir parabolique 18, comme représenté sur la figure 2, attaque n réseaux R1, R2,..., Rndisposés en cascade et travaillant en régime de Bragg. Ces réseaux sont des structures périodiques; ils comportent, sous forme de bandes parallèLes régulièrement espacées, une alter- nance de creux et de bosses (figure 4a). Le premier réseau R1 permet par exemple de diffracter la partie du faisceau lumineux 22 transpor- tant le signal lumineux ayant la longueur d'onde À, et de transmettre le reste 24 du faisceau lumineux, conte- nant les autres signaux lumineux. La partie 24 du fais- ceau incident 20 transmise par le premier réseau R1 est reçue par le second réseau R2. Ce dernier diffracte à son tour la partie 26 du faisceau lumineux 24 contenant le signal optique de longueur d'onde 2 et transmet le reste 28 du signal lumineux 24, sur le troisième réseau R3. Ainsi de suite, les n signaux lumineux de longueurs d'onde différentes respectivement X1,- 2,..., n sont séparés les uns des autres et envoyés vers les fibres optiques F1, F2,..., Fn correspondantes. L'angle de Bragg ou d'attaque x. du réseau Ri, i étant un entier allant de 1 à n, repéré par rap- port à la normale audit réseau, est choisi en fonction des possibilités de réalisation technologique de la structure des différents réseaux. Cet angle "i dépend de la longueur d'onde Ai à diffracter ainsi que du pas du réseau pi correspondant. En particulier, le ième ré- seau Ri peut être déterminé de façon qu'il réfléchisse la longueur d'onde Ài et transmette les autres. Pour cela, il faut que Xi=2pisinci. Cette condition peut être réalisée en choisissant le pas pi du réseau Ri et en faisant varier ai pour effectuer la sélection en longueur d'onde ou bien garder ai constant et faire varier le pas pi du réseau. Pour des raisons pratiques de réalisation des différents réseaux R1, R2,..., Rn il est préférable de fixer le pas pi et de faire va- rier o.. Après les réseaux R1, R, les fais- ceaux lumineux diffractés, tels que 22 et 26, ne sont plus rigoureusement des faisceaux parallèles. Or, comme tous ces faisceaux doivent sortir perpendiculairement à une face clivée du substrat en silicium 8, c'est-àdire parallèlement ou perpendiculairement à la face d'entrée E du guide de lumière, par exemple la face parallèle S, n éléments optiques M1, M2,.. ., Mn sont prévus pour focaliser les faisceaux lumineux diffractés par les différents réseaux. Chaque miroir Mi est associé- à un réseau Ri et il permet de focaliser la partie du fais- ceau lumineux diffractée par ce réseau R.. De façon à améliorer le couplage en sortie du dispositif de multiplexage avec les différentes fibres optiques F1, F2,... Fn, n microguides de lumière res- pectivement G1, G2,..., Gn sont intercalés respective- ment entre les miroirs M1, M2,..., Mn et les fibres optiques F1, F2,..., Fn. Chaque microguide Gi présente une structure très voisine de La fibre optique F. cor- respondante recevant le signal lumineux de longueur d'onde Ài. Comme pour le microguide d'entrée 16 (figure -3) les foyers des éléments optiques M1, M2,..., M sont situés juste à l'entrée des microguides G1, G2,..., Gn correspondants. De préférence, ces microguides présentent une forme courbe, ce qui contribue à faire sortir les différents signaux Lumineux diffractés par les réseaux R1, R2,..., Rn' transportant respectivement le signal Lumineux X 1' 12'' ' ' 'ne perpendiculairement à la face clivée S du substrat monocristallin 8 de silicium. On va maintenant décrire un procédé de fabri- cation du dispositif de multiplexage décrit précédem- ment, dans le cas d'un substrat en silicium monocris- tallin et d'un guide de Lumière en oxyde de silicium. La première étape consiste à faire croître par oxydation thermique du substrat la couche inférieu- re 10 d'oxyde de silicium allant de 1 à 5 pm d'épais- seur. Cette croissance peut être obtenue à basse tempé- rature entre 800 et 850 C et sous une pression d'envi- ron 10 Pa ou à plus haute température entre 1000'C et 1150 C sous pression atmosphérique. On dépose ensuite par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur, assisté ou non par plasma, la couche 12 d'oxyde de silicium 3 dopé au phosphore, au germanium ou au titane. Cette couche d'oxyde de sili- cium dopé présente une épaisseur allant de 4 à 10 pm. En jouant sur la quantité de dopant introduit, par exemple de 1021 à 1022 atomes/cm3 pour le phosphore, on peut adapter la différence d'indice entre la couche dopée 12 et les couches inférieure 10 et supérieure - -3 14; une différence d'indice de 10 peut être suffi- sante. La troisième couche d'oxyde de silicium peut être déposée par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté ou non par plasma. Cette couche 14 peut être en oxyde pur ou dopé avec un élément qui diminue l'indice de réfraction de cette couche, tel que le bore ou le fluor. Cette couche supérieure représente une épaisseur allant de 1 à 6 pm. Les étapes suivantes consistent à graver le guide de lumière ainsi réalisé, à travers un masque approprié, selon les procédés classiques de photolitho- graphie, de façon à former les différents composants optiques. Afin d'obtenir des éléments optiques de forme parfaitement définie, on utilisera une gravure aniso- trope comme par exemple une gravure ionique réactive utilisant comme agent d'attaque du tétrafluorure de carbone ou du trifluorométhane. Pour former le microguide d'entrée 16 et les microguides de sortie G1, G2,..., Gn, on peut unique- ment éliminer les parties de la couche supérieure d'oxyde de silicium 14 non en regard de la fibre opti- que 2 d'amenée des signaux et des fibres optiques F1, F2,..., Fn de sortie desdits signaux, comme représenté sur la figure 1. Pour former les miroirs paraboliques d'en- trée 18 et de sortie M1, M2,..., M,n on peut éliminer, n aux emplacements prévus pour ces miroirs, simultanément les trois couches d'oxyde 10, 12 et 14. Pour ce qui est des réseaux R1, R2,..., Rn- on peut éliminer, comme représenté sur la figure 4a, aux emplacements prévus pour lesdits réseaux, la couche supérieure 14 du guide de lumière et partiellement la couche guidante 12. La profondeur des sillons gravés h est déterminée par la bande passante AX désirée qui dépend de la force du réseau. Plus la profondeur h est élevée, plus la sélection en longueur d'onde est fine (A6 faible). Dans une variante du procédé de fabrication du dispositif de L'invention, on ne réalise que le dépôt de la couche inférieure 10 et de la couche guidante 12 du guide de lumière, seLon les mêmes techniques de dépôt. Puis, à l'aide d'un masque appro- prié, défini selon les procédés classiques de photoli- thographie, on grave partiellement La couche guidante 12, comme représenté sur la figure 4b, afin de former les différents réseaux. Cette gravure est notamment une gravure anisotrope comme une gravure ionique réactive. Apres cette gravure, on dépose sur l'ensemble de la structure une couche d'oxyde de silicium pur, dont l'épaisseur correspond à celle de la couche supé- rieure 14 du guide de lumière. Ce dépôt peut être réa- Lisé par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma. Les autres éléments optiques (miroirs, mi- croguides) sont réalisés comme précédemment par gravure d'une ou plusieurs couches du guide de lumière. Sur la figure 5, on a représenté en perspec- tive un autre mode de réalisation du dispositif de mul- tiplexage conformément à l'invention. Les éléments op- tiques de ce dispositif jouant les mêmes rôles que ceux décrits précédemment, en référence aux figures 1 et 2, porteront les mêmes références suivies d'un indice a ou *d'un symbole '. Ce dispositif de multiplexage permet de sépa- rer n signaux lumineux de longueur d'onde 1, X2'''... An transportés par la fibre optique 2 et de les réin- jecter respectivement dans les n secondes fibres opti- ques F1, F2,..., Fn. Ce dispositif comprend deux guides de lumière superposés 6a, un guide inférieur de forte variation d'indice et un guide supérieur de plus faible variation d'indice. Ces deux guides de lumière superposés 6a sont réalisés sur un substrat semiconducteur monocristallin 8a notamment en silicium et sont constitués par un em- pilement de quatre couches portant respectivement les références 10a, 11, 12a, 14a. Les couches médianes 11 et 12a correspondent respectivement aux couches guidan- tes du guide inférieur et du guide supérieur. La couche 11 présente un indice de réfraction supérieur à celui des couches 10a et 12a entrant dans la constitution du guide inférieur et la couche 12a présente un indice de réfraction supérieur à celui de la couche 10a et de la couche 14a entrant dans la constitution du guide de lumière supérieur. Pour un substrat 8a en silicium, la couche a peut être réalisée en oxyde de silicium non dopé, obtenu par exemple par oxydation thermique du substrat à 800-850 C sous 106 Pa ou à plus haute température, entre 1000 C et 1150 C sous pression atmosphérique; elle présente par exemple un indice de réfraction de l'ordre de 1,58 pour une longueur d'onde de 0, 8 pm et une épaisseur de 1 à 5 pm. La couche 11 est avantageu- sement réalisée en nitrure de silicium, matériau pré- sentant un indice de réfraction élevé, de l'ordre de 2 pour la même longueur. Cette couche peut être déposée par exemple sur la couche 10a par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté ou non par plasma. Elle présente notamment une épaisseur allant de 0,01 pm à 0,2 pm. La couche 12a peut être en oxyde de silicium dopé notamment au phosphore, au germanium ou au titane. Elle présente un indice de réfraction légèrement supé- rieur à celui de la couche 10a (supérieur de quelques 3) et une épaisseur de 2 à 10 pm. Elle peut être déposée sur la couche 11, par exemple par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur, assisté ou non par plasma. La couche supérieure 14a peut également être une couche d'oxyde de silicium pur ou dopé par des élé- ments diminuant l'indice de réfraction de ladite cou- che, tel que Le bore ou le fluor. ELLe peut aussi être formée par un procédé de dépôt chimique en phase va- peur, assisté ou non par plasma. Elle présente un indi- ce de réfraction de l'ordre de 1,45 pour une longueur d'onde de 0,8 pm, et une épaisseur allant de 1 à 6 pm. Le guide supérieur de faible différence d'in- dice, une différence d'indice de 10 3 étant suffisante entre la couche guidante et Les couches adjacentes, assure un bon couplage avec la fibre optique 2 trans- portant Les différents signaux à séparer et avec les fibres optiques de sortie de ces différents signaux respectivement F1, F2,..., Fn. Ce guide supérieur est un guide monomode comme Les fibres optiques 2 et Fi, même pour une couche guidante 12a de 10 pm. Le trans- port du faisceau lumineux incident 4 dans Le dispositif de multiplexage est assuré par le guide supérieur du dispositif. Le guide inférieur à forte variation d'indice (par exemple 0,55) offre une plus grande possibilité de traitement des signaux lumineux que le guide à faible variation d'indice. En effet, il est aisé de réaliser dans la couche guidante 11 d'indice élevé (Si3N4) des composants optiques tels que des lentilles, des polari- seurs etc... alors que ces éléments sont pratiquement impossibles à réaliser dans la couche guidante 12a de faible indice. Ce dispositif de multiplexage comprend comme précédemment, un microguide d'entrée 16a, par exemple rectiligne, de même structure que la fibre optique 2 permettant de Limiter les pertes de lumière à l'entrée du dispositif de multiplexage, une optique d'entrée 18a achromatique telle qu'un miroir parabolique servant à rendre parallèle le faisceau lumineux sortant du micro- guide 16a ainsi que n premiers réseaux R, R,.., Rn disposés en cascade, travaillant en régime de Bragg. Comme précédemment,chaque réseau R, i al- i' Lant de 1 à n, sert à diffracter par exemple la partie du faisceau lumineux 18a transportant le signal Lumi- neux de Longueur d'onde X. et à transmettre Le restant *1 du faisceau Lumineux en direction du réseau suivant R!+1. Ces réseaux R, R2',..., R' sont calculés pour coupler le mode du guide supérieur avec le mode du gui- de inférieur. Ils permettent donc, en plus de la sélec- tion en longueur d'onde, de transférer le faisceau lu- mineux diffracté par eux du guide supérieur au guide inférieur et plusexactement de la couche guidante 12a en oxyde de silicium dopé à la couche guidante 11 en nitrure de silicium. Du fait de ce transfert, d'un guide de lumiè- re à l'autre, il est nécessaire d'associer à chaque réseau R! un réseau Ti, jouant le rôle d'une optique 1* réflectrice, permettant de transférer les faisceaux lu- mineux diffractés par Le réseau R! du guide inférieur au guide supérieur, c'est-à-dire de la couche guidante 11 à la couche guidante 12a. Les faisceaux lumineux réfléchis respective- ment par les réseaux T1,-T2,..., Tn sont ensuite res- pectivement focalisés au moyen d'éléments optiques MI, M,..., MI tels que des miroirs achromatiques paraboli- ques, sur les secondes fibres optiques F1, F2,.., Fn transportant respectivement les signaux lumineux de longueur d'onde 1, X2,..., Àn. Des microguidces de sor- tie respectivement GI, G,..., G1, courbes, peuvent avantageusement être intercalés respectivement entre les optiques MI, M,..., Mn' et les fibres optiques F1, F2,..., Fn pour favoriser le couplage du dispositif de multiplexage et desdites fibres optiques F1, F2,.., Fn Comme précédemment, les miroirs de sortie M, M2,..., MI et les microguides de sortie G., G,.. ., Gn permettent de faire sortir Les faisceaux Lumineux dif- fractés, transportant chacun un signal unique, perpen- diculairement à une face clivée du substrat. Les angles d'attaque ou angles de Bragg des réseaux R1, R2,.., R' 'et des réseaux T1, T2,... T réseaux R1, ''' n n sont déterminés en fonction de l'indice effectif des deux guides dans lesquels sont réalisés les différents éléments optiques du dispositif de multiplexage; ces indices effectifs dépendent de l'épaisseur et de l'in- dice de réfraction des couches constituant les guides. Les différents éléments optiques de ce dispo- sitif de multiplexage peuvent être réalisés, comme pré- cédemment, en gravant partiellement au moyen d'une gra- vure ionique réactive les couches des deux guides avec CHF3 ou CF4 comme agent d'attaque. Les microguides 16a et G1 peuvent être obtenus en ne gravant que la couche supérieure 14a, les miroirs 18a et M! en gravant Les i quatre couches 14a, 12a, 11 et 10a et les réseaux R! et T. en gravant la couche supérieure 14a et partiellement la couche 12a (figure 4a). Le dispositif de l'invention permet la sépa- ration jusqu'à huit signaux lumineux de longueurs d'onde différentes tout en conservant des pertes tota- les de lumière acceptables, ce qui n'était pas possible avec les dispositifs de multiplexage de l'art anté- rieur. La description donnée précédemment n'a bien entendu été donnée qu'à titre explicatif et non limita- tif. En effet, toutes modifications dans les modes de réalisation du dispositif de multiplexage selon l'in- vention peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier, les miroirs paraboliques, situés à l'entrée ou à la sortie du dis- positif de multiplexage, peuvent être réalisés en ne gravant qu'une ou deux couches des guides de lumière. Par ailleurs, les différents réseaux peuvent être réa- lisés en ne gravant que la couche supérieure des guides de lumière ou bien en gravant Les trois couches desdits guides. De même, les microguides peuvent être obtenus en gravant la couche d'oxyde de silicium dopé 12 ou 12a puis en recouvrant l'ensemble par la couche d'oxyde su- périeure. Par ailleurs, l'épaisseur et la nature des différentes couches des guides de lumière peuvent être modifiées à condition toutefois que la couche guidante présente un indice de réfraction légèrement supérieur à celui des deux couches adjacentes du guide correspon- dant et que cette couche constitue une couche guidante monomode. De même, le substrat peut être réalisé en un autre matériau que le silicium tel que le verre, la première couche d'oxyde de silicium étant alors obtenue par un dépôt chimique en phase vapeur. De plus, les différents réseaux ont été dé- crits comme diffractant la partie du faisceau lumineux ne transportant que l'un des signaux lumineux et trans- mettant la partie du faisceau lumineux contenant les autres signaux. Bien entendu, il est possible d'utili- ser des réseaux transmettant la partie du faisceau lu- mineux ne contenant que l'un des signaux lumineux et diffractant la partie dudit faisceau contenant tous Les autres signaux. Enfin, le dispositif de l'invention a été dé- crit pour démultiplexer des signaux lumineux, c'est-à- dire pour séparer des signaux les uns des autres mais bien entendu, ce dispositif peut être aussi utilisé pour multiplexer ces mêmes signaux, c'est-à-dire pour former à partir de n signaux lumineux de longueurs d'onde différentes un seul signal lumineux transportant ces signaux. REVENDICATIONS 1. Dispositif de multiplexage en optique in- tégrée servant à séparer n signaux Lumineux de lon- gueurs d'ondes différentes (À1' À2'...,' n) constituant un faisceau Lumineux incident (4) transporté par une première fibre optique (2) et à réinjecter respective- ment dans n secondes fibres optiques (F1, F2,..., Fn) les n signaux lumineux, ce dispositif formé de compo- sants optiques réalisés dans au moins un guide de lu- mière (6, 6a) étant caractérisé en ce qu'il comprend: une optique d'entrée achromatique (18, 18a) servant à rendre parallèLe (20) le faisceau lumineux incident (4) sortant de la première fibre optique (2), au moins n réseaux (R1, R2,. R R, R' R.) disposés en cascade, travaillant en régime de Bragg, chaque réseau (R., R!) servant à diffracter une pre- mière partie (22, 26) du faisceau Lumineux (20) et à transmettre une seconde partie (24, 28) dudit fais- ceau Lumineux (20), l'une des deux parties (22, 26) ne transportant que l'un des n signaux lumineux (Ài), l'autre partie (24, 28), transportant les autres si- gnaux lumineux, étant envoyée en direction du réseau suivant (R+l, R+ et n optiques de sortie (M1, M2,... Mn M, MM..., n associées aux n réseaux, chaque optique de sortie (Mi) servant à focaliser la partie du faisceau lumi- neux (22, 26) ne transportant que l'un des n signaux Lumineux (Ài). 2. Dispositif de multiplexage selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la partie (22, 26) ne transportant que l'un des n signaux lumineux est la partie du faisceau lumineux diffractée par le réseau correspondant. 3. Dispositif de multiplexage selon la reven- dication I ou 2, caractérisé en ce que l'optique d'en- trée (18, 18a) est un miroir parabolique. 4. Dispositif de multiplexage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les optiques de sortie (M1, M2,.., 1Mn, MI, M,... M') sont des miroirs paraboliques achromatiques. Mn 5. D i s5.D ispositif de multiplexage selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un microguide d'entrée (16, 16a), inter- calé entre la première fibre optique (2) et l'optique d'entrée (18, 18a), ayant une structure voisine de celle de la première fibre optique. 6. Dispositif de multiplexage selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce qu'il comprend n microguides de sortie (Gl. G2*..., Gn, G1, G,..., G') associés aux n optiques de sortie (M1, M2,..., Mn' M', M',..., MP), ces microguides de sortie, intercalés respectivement entre les n optiques de sor- tie et les n secondes fibres optiques (F1, F2,o.ot Fn), ayant respectivement une structure voisine de celles des secondes fibres optiques. 7. Dispositif de multiplexage selon la reven- dication 6, caractérisé en ce que les microguides de sortie (61, G-2,.., Gn' Gj, GG,.., G6) sont courbes. 8. Dispositif de multiplexage selon l'une quelconque des revendications i à 7, caractérisé en ce que les composants optiques sont formés dans un unique guide de lumière (6). 9. Dispositif de multiplexage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les composants optiques étant formés dans deux gui- des de lumière superposés (6a), un guide inférieur de forte variation d'indice et un guide supérieur de plus faible variation d'indice dans lequel se propage le faisceau lumineux incident (4, 20), le dispositif de multiplexage comprend n premiers réseaux (RI, R,..., R') servant chacun à diffracter une première partie du n faisceau Lumineux (4) et à transmettre une seconde par- tie dudit faisceau lumineux, l'une des deux parties ne transportant que l'un des n signaux lumineux (Ai), L'autre partie, transportant les autres signaux lumi- neux, étant envoyée en direction du premier réseau sui- vant, la partie ne transportant que l'un des n signaux lumineux étant alors transférée du guide supérieur au guide inférieur, et n seconds réseaux (TI, T2,..., Tn) associés auxdits premiers servant chacun à retransférer La partie du faisceau lumineux ne transportant que l'un des n signaux lumineux, du guide inférieur au guide supérieur. 10. Dispositif de multiplexage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les éLéments optiques sont formés par gravure d'au moins une partie du guide de Lumière (6, 6a). 11. Dispositif de multiplexage selon la re- vendication 8, caractérisé en ce que L'unique guide de Lumière (6) comprend, réalisées dans l'ordre sur un substrat en silicium (8), une première couche d'oxyde de silicium (10) non dopé, une seconde couche d'oxyde de silicium dopé (12) et une troisième couche d'oxyde (14) de silicium pur ou dopé avec un élément diminuant l'indice de réfraction de cette couche, le dopage du matériau de La seconde couche (12) étant tel que son indice de réfraction est supérieur à celui des première et troisième couches (10, 14). 12. Dispositif de multiplexage selon la re- vendication 9, caractérisé en ce que les deux guides de lumière (6a) comprennent, réalisées dans l'ordre sur un substrat semiconducteur (8a) une première couche (10a), une seconde couche (11), une troisième couche (12a) et une quatrième couche (14a) de matériau, La troisième couche (12a) étant telle que son indice de réfraction est supérieur à celui des première et quatrième couches (10a, 14a) et inférieur à celui de la seconde couche (11), les première, seconde et troisième couches (10a, 11, 12a) formant le guide de lumière inférieur et les première, troisième et quatrième couches (10a, 12a, 14a) formant le guide de lumière supérieur. 13. Dispositif de multiplexage selon la re- vendication 12, caractérisé en ce que le substrat (8) est en silicium, la première couche (10a) en oxyde de silicium non dope, la seconde couche (11) en nitrure de silicium, la troisième couche (12a) en oxyde de sili- cium dopé et la quatrième couche (14a) en oxyde de si- licium pur ou dopé avec un élément diminuant son indice de réfraction. 14. Dispositif de multiplexage selon la re- vendication 11 ou 13, caractérisé en ce que la couche d'oxyde de silicium dopé (12, 12a) est dopée au phos- phore, au germanium ou au titane. 15. Dispositif de multiplexage selon la re- vendication 8 ou 9, caractérisé en ce que, la première fibre optique (2) et les n secondes fibres optiques (F1, F2,..., Fn) étant des fibres optiques monomodes, l'unique guide de lumière (6) ou le guide de lumière supérieur est un guide monomode.