Brevet FR2663758A1 — publié le 19911227

PROCEDE DE MODULATION ELECTRO-OPTIQUE. ET DISPOSITIF METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE La présente invention concerne un procédé de modulation électro-optique et le dispositif correspondant. On connait en optique intégrée sur un substrat ayant des propriétés électro-optiques - les jonctions passives en Y ; - les déphaseurs actifs - et les coupleurs directifs à 3dB. L'invention propose un procédé dans lequel - on divise en deux un signal optique entrant TE ou TM dans une jonction passive en Y ; - on applique les signaux. de sortie de cette jonction à un déphaseur actif à l'entrée duquel on applique le signal électrique de modulation - on applique le signal ainsi modulé à un coupleur directif à 3dB aux sorties duquel on trouve deux signaux optiques modulés en amplitude par le signal de modulation. D'autres particularités apparaîtront dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif face aux figures - la figure 1, un modulateur selon l'invention; et - la figure 2, les courbes caractéristiques de ce modulateur. Sur la figure 1 on a tout d'abord une jonction passive en Y qui reçoit le signal optique à moduler Ios Cette jonction est formée des 3 bras 101, 102, 103. Elle est reliée à un déphaseur actif de type Mach-Zehnder comprenant 2 guides optiques ou bras 104 et 105 intégrés sur un substrat électro-optique comme tout le reste du dispositif. Ces guides sont entourés d'électrodes 106, 107, 108 qui reçoivent le signal de modulation V(t). Les deux bras de l'interféromètre ne sont pas couplés et l'application d'un champ électrique de directions opposés (horizontal ou vertical) provoque une variation d'indice n opposée au niveau de 2 bras de sorte que le déphasage + est égal à L2 ( An) où L est la longueur de chaque bras. La variation d'indice # n est proportionnelle à la tension élec- trique crête à crête appliquée. Les bras du déphaseurs sont reliés à un coupleur directif par deux guides inclinés 109 et 110. Ce coupleur directif comprend 2 guides optiques 111 et 112 intégrés sur le substrat mais qui sont suffisamment rapprochés pour que les ondes lumineuses interfèrent. 1l existe alors une longueur caractéristique L qui est telle que # Lc = 2k où k est le coefficient de couplage entre les Lc guides. Si la longueur L du coupleur est tel que L = 2' et Si la lumière est injectée dans un seul des 2 guides à entrée on obtient en sortie une intensité égale. La sortie du coupleur se fait sur deux guides inclinés 113 et 114 suivis de deux guides droits 115 et 116 pour délimiter la longueur L. Le signal du capteur, par exemple un hydrophone, constitue la tension d'entrée V(t) des électrodes du déphaseur actif. A l'entrée la lumière provenant par exemple d'une source laser est polarisée soit TE. soit TM par des moyens optiques adéquats. La tension V(t) induit en sortie du déphaseur actif un déphasage entre les 2 guidesAv12(t), APrès passade dans le counleur directif de longueur L, les intensités I1 et I2 en sortie sont donnés par Lc est la longueur de couplage (caractéristique du coupleur) et 1o est l'intensité incidente. En supposant le déphaseur actif équilibré lorsque L V(t) = 0 et en prenant LC = entier + , les intensités Iî, 12 en sortie en fonction de V(t) sont représentées sur la figure 2 où V#/2 (t) est la tension correspondante à Par rapport à un dispositif comportant un déphaseur actif Mach-Zehnder seul, connu du brevet français 2 508 754 déposé le 25 juin 1981, l'intensité en sortie est de la forme I0 (1 + cos ##12 (t). Elle est donc maximum, 2I0, pour ##12(t) = 0 (V = 0) et nulle pour ##12(t) = ## (V = V##). Le point de fonctionnement est situé au milieu de la pente et # correspond à V#2 et non pas V = 0 ce qui est un inconvénient important du dispositif connu. Par rapport à un dispositif connu où le modulateur est composé d'un coupleur direction à jonction Y à l'entrée muni d'électrodes auxquelles on applique le signal du capteur. Dans L ce cas, on sait que le point de fonctionnement lorsque LC = est situé à V = 0, mais on montre que l'intensité s'annule sur l'une des sorties pendant que l'autre est maximum pour une # # tension correspondante à un déphasage ##2 au lieu de # 2 ; la perte est donc moins raide, d'où une sensibilité moins grande. De plus, l'augmentation de la sensibilité passe par une augmentation de L donc une difficulté à maintenir un écartement précis entre les guides, alors que dans I'invention l'augmentation de sensibflité se fait en augmentant la longueur de l'interféromètre. De plus la réponse électrooptique d'un coupleur à jonction Y n'est pas périodique, ce qui s'avère une limitation pour les fortes excursions de tension. Le dispositif proposé possède une réponse périodique et a donc une dynamique plus large grâce à la possibilité de comptage de frang. A titre de variante le coupleur directif peut être rendu actif par l'adjonction d'électrodes ce qui permet d'obtenir une possibilité de réglage dans le cas où l'état passif du coupleur (tension nulle) n'est pas bien équilibré. REVENDICATIONS 1. Procédé de modulation électro-optique, caractérisé en ce que - on divise en deux un signal optique entrant TE ou TM dans une jonction passive (101-103) en Y - on applique les signaux de sortie de cette jonction à un déphaseur actif (104-108) à l'entrée duquel on applique le signal électrique de modulation - on applique le signal ainsi modulé à un coupleur directif à 3dB (111-112) aux sorties duquel on trouve deux signaux optiques modulés en amplitude par le signal de modulation. 2. Modulateur électro-optique, caractérisé en ce qu'il comprend - une jonction passive (101-103) en Y destinée à recevoir un signal optique à moduler - un déphaseur actif (104-108) relié à la jonction passive et possédant une entrée électrique destinée à recevoir un signal de modulation; - un coupleur à 3dB (111-112) relié au déphaseur actif et destiné à délivré le signal optique modulé. 3. Modulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur du coupleur directif est égale à k ++ fois la longueur de couplage Lc de cecoupleur.