Brevet FR3061553A1 — publié le 20180706

DISPOSITIF DE DETECTION DE GAZ OU DE PARTICULES ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL DISPOSITIF DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION Le domaine technique de l'invention est celui de la détection de gaz ou de particules. Un aspect de la présente invention concerne un dispositif de détection de gaz ou de particules, et en particulier un dispositif de détection de gaz ou de particules par interaction avec un faisceau lumineux. Un gaz est composé de molécules distinctes, de taille sub-nanométrique. Une particule est solide, composée de molécules solidaires entre elle. La taille totale d'une particule dépasse le nanomètre, voire le micromètre. Un autre aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un tel dispositif de détection. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION L'objectif d'un détecteur est généralement non seulement de déterminer la présence ou non d'un élément donné, mais également, en cas de présence de cet élément, de déterminer sa concentration. Pour détecter des gaz ou des particules, il est notamment possible d'utiliser un détecteur par atténuation de lumière ou un détecteur photoacoustique. Un détecteur par atténuation de lumière est basé sur une propriété d'absorption ou de diffusion de lumière d'un élément à détecter : une partie du faisceau lumineux interagissant avec l'élément à détecter est absorbée ou diffusée par l'élément à détecter. Cela entraîne une atténuation du faisceau lumineux qui est mesurée par un détecteur de lumière. Dans un détecteur photoacoustique, une source lumineuse variable dans le temps, telle qu'un laser pulsé ou modulé en amplitude ou en longueur d'onde, interagit avec l'élément à détecter. L'énergie absorbée par l'élément à détecter est restituée sous la forme d'un échauffement transitoire qui génère une onde de pression, elle-même mesurée par un détecteur acoustique. 3061553 2 Pour les types de détecteurs précédemment évoqués, un paramètre important est la longueur d'interaction de la lumière avec l'élément à détecter. Par exemple, dans le cas d'un détecteur par absorption lumineuse, si le gaz absorbe trop peu la lumière, on ne pourra pas être sûr qu'il est présent. Si au contraire le gaz absorbe 5 trop la lumière, on ne pourra pas définir sa concentration avec certitude car toute concentration supérieure à un certain seuil peut mener à une absorption totale et à une absence de signal au détecteur. De même, dans le cas d'un détecteur de particules par diffusion lumineuse, si les particules diffusent trop peu la lumière, on ne pourra pas être sûr qu'elles sont présentes, et si au contraire elles diffusent 10 trop la lumière, on ne pourra pas définir leur concentration avec certitude. Il s'agit donc de contrôler précisément la longueur d'interaction de la lumière avec l'élément à détecter, en fonction du type d'élément à détecter et de sa concentration : pour un type donné d'élément à détecter, on choisit une longueur d'interaction d'autant plus grande que la concentration de l'élément à détecter est 15 faible. Pour maximiser une interaction lumière-matière et ainsi permettre la détection de faibles concentrations de gaz ou de particules, il est notamment connu de confiner la lumière et l'élément à détecter dans une cavité creuse à parois réfléchissantes. 20 L'utilisation de cavités creuses monomodes, dans lesquelles la lumière suit un seul chemin, permet de contrôler la longueur d'interaction de la lumière avec l'élément à détecter et donc de dimensionner précisément un dispositif pour la détection d'une certaine gamme de concentrations. Toutefois, de telles cavités 25 monomodes sont fines et la lumière qu'elles confinent subit de très nombreuses réflexions, ce qui occasionne des pertes indésirables de signal. L'utilisation alternative de cavité creuses multimodes, plus larges, occasionne moins de pertes mais ne permet pas de contrôler précisément la longueur d'interaction de la lumière avec le gaz car la lumière se propage alors selon plusieurs chemins 30 différents. 3061553 3 Par ailleurs, les dispositifs de détection de gaz ou de particules de l'art antérieur ne peuvent être dimensionnés que pour la détection d'un seul type de gaz ou de particules, sur une plage de concentration [cmin ; Cmax] restreinte, c'est-à-dire pour laquelle Cmax/ cmin 10, ou d'une 10 pluralité de types différents de gaz ou de particules sur au moins sur une plage de concentration [cmin ; Cmax] restreinte, le dispositif permettant de contrôler une longueur d'interaction de la lumière avec chaque élément à détecter selon son type et sa concentration, tout en minimisant le nombre de réflexions de la lumière. 15 Un aspect de l'invention concerne ainsi un dispositif de détection de gaz ou de particules comportant : - une source lumineuse apte à émettre un faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde, - une cavité d'interaction de gaz ou de particules avec le faisceau 20 lumineux comportant des première et seconde parois réfléchissantes sensiblement parallèles entre elles, - une pluralité de guides d'ondes optiques monomodes ayant chacun une première extrémité de largeur 11 couplée optiquement à la source lumineuse et une deuxième extrémité de largeur 12, supérieure à la 25 largeur 11, couplée optiquement à une première extrémité de la cavité d'interaction, chaque guide d'onde optique comportant dans sa deuxième extrémité de largeur 12 un réseau de diffraction présentant un pas P choisi en fonction de la longueur d'onde À du faisceau lumineux propagé dans le guide d'onde optique associé audit réseau de 30 diffraction, de l'indice de gaine n du guide d'onde optique associé au réseau de diffraction, de l'indice effectif neff du mode propagé dans le guide d'onde optique associé au réseau de diffraction, de la longueur L 3061553 4 et de la hauteur H de la cavité, du taux de réflexion R des première et seconde parois réfléchissantes de la cavité pour le faisceau lumineux à la longueur d'onde À, d'une concentration C d'un type de gaz ou de particules à détecter et d'un paramètre a d'interaction du type de gaz ou 5 de particules à détecter avec le faisceau lumineux ; - et un détecteur couplé à une deuxième extrémité de la cavité d'interaction. On entend par « largeur » d'une extrémité d'un guide d'onde une première 10 dimension qui se trouve dans un plan de propagation du faisceau lumineux dans le guide d'onde et qui est perpendiculaire à une direction de propagation du faisceau lumineux dans le guide d'onde. On entend par « plan de propagation » un plan auquel appartient la direction de propagation du faisceau lumineux dans le guide d'onde. On entend par « longueur » de la cavité une deuxième dimension 15 qui se trouve dans le plan de propagation du faisceau lumineux dans le guide d'onde et qui est parallèle à la direction de propagation du faisceau lumineux dans le guide d'onde. La deuxième dimension longueur est donc perpendiculaire à la première dimension largeur précédemment définie. On entend par « hauteur » de la cavité une troisième dimension qui est perpendiculaire à la première dimension 20 largeur et à la deuxième dimension longueur. Grâce à l'invention, le pas P de chaque réseau de diffraction est choisi de manière que le faisceau lumineux de longueur d'onde À diffracté par ledit réseau de diffraction emprunte un chemin au sein de la cavité d'interaction qui est optimisé 25 pour un type particulier d'élément à détecter, grâce au paramètre d'interaction a, et pour une concentration particulière C de l'élément à détecter. L'élargissement de la deuxième extrémité de chaque guide d'onde diminue voire supprime la diffraction du faisceau lumineux dans la direction parallèle à cette largeur, et le réseau de diffraction agencé dans la deuxième extrémité de chaque guide d'onde 30 diffracte le faisceau lumineux dans une direction spécifique en sortie du guide d'onde. On contrôle ainsi précisément la direction dans laquelle la lumière se propage en sortie du guide d'onde, et on choisit cette direction pour optimiser une 3061553 5 longueur d'interaction avec un élément à détecter, en fonction du type et de la concentration de cet élément. L'élément à détecter est soit un type de gaz, soit un type de particules. 5 Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif de détection de gaz ou de particules selon un aspect de l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 10 - Le pas P est choisi de manière à minimiser la norme de l'équation suivante : 1 aHC f (P) = ln + 2 - n2 + (neff - -p) - aLC ,\1122 - (neff. '3)2 in ()/ On entend par « minimiser la norme de l'équation f(P) » le fait de rendre 15 f(P) le plus proche possible de zéro. En choisissant le pas P de chaque réseau de diffraction pour minimiser la norme de la fonction f, on garantit que le faisceau lumineux de longueur d'onde À diffracté par ledit réseau de diffraction emprunte un chemin au sein de la cavité d'interaction qui est optimisé pour un type particulier d'élément à détecter, grâce au paramètre 20 d'interaction a, et pour une concentration particulière C de l'élément à détecter. Le dispositif de détection de gaz ou de particules comporte avantageusement au moins un premier réseau de diffraction ayant un 25 premier pas, et un deuxième réseau de diffraction ayant un deuxième pas distinct du premier pas. On obtient ainsi au moins deux longueurs d'interaction différentes entre le faisceau lumineux et l'élément à détecter au sein de la cavité d'interaction, chaque longueur d'interaction pouvant être adaptée précisément à un type et une concentration d'élément à 30 détecter. 3061553 6 - Chaque guide d'onde optique monomode présentant une couche de coeur intercalée entre des première et seconde couches de gaine, le dispositif de détection de gaz ou de particules comporte avantageusement une couche 5 réfléchissante dans le prolongement de la deuxième paroi réfléchissante, et la première couche de gaine est avantageusement agencée sur ladite couche réfléchissante en présentant une épaisseur e telle que : Àmoy 3 ilmoy 10k avec k le nombre de réseaux de diffraction, en choisissant pour chaque réseau de diffraction 13a3, 13b3, 13c3 un pas adapté à une certaine plage de concentration 15 restreinte du type d'élément à détecter, la réunion des plages de concentration restreintes formant la grande plage continue ou discontinue de concentration. Chaque plage de concentration restreinte s'étend typiquement sur un intervalle [CRmin ; CRmax] tel que CRmax/CRmin 0. Lorsque les plages de concentration restreintes sont contiguës voire se recouvrent partiellement, leur réunion forme 20 une grande plage continue de concentration. Lorsque les plages de concentration restreintes sont disjointes donc ne se recouvrent pas, leur réunion forme une grande plage discontinue de concentration. Ce dernier cas présente notamment un intérêt pour la détection d'un même type d'élément à des concentrations très différentes : par exemple, la détection d'un même type d'élément dans deux 25 applications très différentes, comme une émanation industrielle ou une qualité d'air ambiant. Le dispositif de détection 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention permet alternativement de détecter plusieurs types d'éléments différents caractérisés par leurs propriétés de diffusion, sur une plage de concentration restreinte donnée, en choisissant pour chaque réseau de diffraction 30 13a3, 13b3, 13c3 un pas adapté à chaque type d'élément sur la plage de concentration restreinte considérée. 306 1 5 5 3 18 Selon une variante du premier mode de réalisation, le dispositif de détection 10 comporte au moins une première pluralité et une deuxième pluralité de guides d'ondes optiques tels que précédemment décrits, les pas des réseaux de diffraction de la première pluralité de guides d'ondes étant choisis pour permettre 5 la détection d'un premier type d'élément caractérisé par ses propriétés de diffusion sur une large plage de concentration telle que précédemment décrite, et les pas des réseaux de diffraction de la deuxième pluralité de guides d'ondes étant choisis pour permettre la détection d'un deuxième type d'élément caractérisé par ses propriétés de diffusion sur une large plage de concentration telle que 10 précédemment décrite. Selon le deuxième mode de réalisation, la source lumineuse 11' émet un faisceau lumineux à au moins deux longueurs d'onde distinctes, chaque longueur d'onde correspondant à une longueur d'onde d'absorption d'un élément à détecter, et 15 chaque guide d'onde optique monomode est directement couplé à la source lumineuse 11'. La figure 2b illustre en particulier un exemple conforme au deuxième mode de réalisation, selon lequel : - la source lumineuse 11' émet un faisceau lumineux à au moins trois longueurs d'onde distinctes Àl, À2 et À3, chaque longueur d'onde 20 correspondant à une longueur d'onde d'absorption d'un élément à détecter, - chaque guide d'onde optique monomode 13a, 13b, 13c est directement couplé à la source lumineuse 11'. La source lumineuse 11' selon le deuxième mode de réalisation pourrait alternativement n'émettre un faisceau lumineux qu'à au moins deux longueurs 25 d'onde distinctes Ài et À2, ou à quatre longueurs d'onde distinctes ou plus. La source lumineuse 11' selon le deuxième mode de réalisation peut comporter une pluralité de sources distinctes, chaque source distincte émettant un faisceau lumineux à une unique longueur d'onde. Dans ce cas, chaque guide d'onde est couplé à une unique source et reçoit une seule longueur d'onde. Selon ce cas, la 30 source lumineuse est préférentiellement une barrette de lasers à cascade quantique, ou barrette QCL (de l'anglais « Quantum Cascade Laser »), multilongueur d'onde. Alternativement, la source lumineuse 11' selon le deuxième 3061553 19 mode de réalisation peut être une unique source lumineuse accordable dans le temps en longueur d'onde. Dans cette alternative, la source accordable est couplée à tous les guides d'ondes, et chaque guide d'onde reçoit la pluralité de longueurs d'onde émise par la source accordable. On déduit alors de l'instant de 5 détection, la longueur d'onde injectée à cet instant et donc l'élément mesuré à cet instant. Le dispositif de détection de gaz ou de particules 10' selon le deuxième mode de réalisation permet avantageusement de détecter plusieurs types d'éléments 10 différents caractérisés par leurs propriétés d'absorption sur une certaine plage de concentration restreinte [Cmin ; Cmax] telle que Cmax/Cmin 1 0, en choisissant pour chaque réseau de diffraction 13a3, 13b3, 13c3 un pas distinct adapté à ladite plage de concentration restreinte pour chaque type d'élément à détecter. En effet, le paramètre d'absorptivité d'un rayonnement incident par un élément dépend 15 fortement de la longueur d'onde du rayonnement incident. Selon une variante du deuxième mode de réalisation : - la source lumineuse 11' émet un faisceau lumineux à au moins une première longueur d'onde Ài correspondant à une longueur d'absorption 20 d'un premier élément à détecter, et une deuxième longueur d'onde À2 distincte de Ài et correspondant à une longueur d'onde d'absorption d'un deuxième élément à détecter, et - le dispositif de détection 10' comporte au moins des première et deuxième pluralités de guides d'ondes optiques tels que précédemment décrits, les 25 pas des réseaux de diffraction de la première pluralité de guides d'ondes étant choisis pour permettre la détection du premier élément à détecter sur une large plage de concentration telle que précédemment décrite, et les pas des réseaux de diffraction de la deuxième pluralité de guides d'ondes étant choisis pour permettre la détection du deuxième élément à détecter 30 sur une large plage de concentration telle que précédemment décrite. Les figures 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b décrivent un exemple de 3061553 20 dimensionnement d'un dispositif de détection selon un aspect de l'invention, devant servir à la détection de deux gaz : un gaz de N20 et un gaz de NH3. La figure 3a montre un graphique de l'absorptivité du gaz de N20 en fonction de la 5 longueur d'onde, pour une concentration de 1 ppm et une longueur d'interaction de 1 cm. La figure 3b montre un graphique de l'absorptivité du gaz de NH3 en fonction de la longueur d'onde, également pour une concentration de 1 ppm et une longueur d'interaction de 1 cm. Le graphique de la figure 3a permet de déterminer une longueur d'onde d'intérêt ÀN20 pour le gaz de N20, telle que ÀN20 = 10 7,85 pm, correspondant à une absorptivité aN2o de 1,6e-5 ppm-'.cm-'. De manière analogue, le graphique de la figure 3b permet de déterminer une longueur d'onde d'intérêt ÀNH3 pour le gaz de NH3, telle que ÀNH3 = 9,22 pm, correspondant à une absorptivité aNH3 de 7e-5 15 II est possible d'utiliser plusieurs longueurs d'onde pour chaque gaz ou élément à détecter, chaque longueur d'onde correspondant à un pic d'absorption différent du gaz ou élément à détecter. Cela permet de diminuer ou supprimer le risque de faux positif lors de la détection, qui existe lorsque deux gaz différents ont un ou plusieurs pics d'absorption en commun. 20 Dans cet exemple, chaque guide d'onde optique monomode a un coeur en Ge, d'indice nc = 4, et une gaine en SiGe avec 40% de Ge, d'indice n = 3,6, et est transparent aux longueurs d'onde d'intérêt. Pour la technologie et les longueurs d'onde d'intérêt considérées, on choisit typiquement une épaisseur de 2,5 pm pour 25 chaque guide d'onde optique. L'indice effectif du mode propagé au sein de chaque guide d'onde optique est sensiblement égal à 3,8. On considère une cavité de hauteur H = 725 pm, correspondant à l'épaisseur d'un substrat silicium, et de longueur L = 1 cm. On considère un taux de réflexion de 98% pour les première et deuxième parois réfléchissantes de la cavité, caractéristique de l'or aux longueurs 30 d'onde d'intérêt. Enfin, on vise une concentration typique de détection de 1 ppm pour chacun des deux gaz d'intérêt. La figure 4a montre un graphique de la fonction f, avec sa partie réelle Real(f) et sa partie imaginaire Imag(f), en fonction 3061553 21 de la période P d'un réseau de diffraction, pour un gaz de N20 avec les paramètres choisis ci-dessus. La figure 4b montre un graphique de la fonction f, avec sa partie réelle Real(f) et sa partie imaginaire Imag(f), en fonction de la période P d'un réseau de diffraction, pour un gaz de NH3 avec les paramètres 5 choisis ci-dessus. Une partie imaginaire non nulle signifie que le faisceau lumineux extrait par le réseau de diffraction subit une réflexion totale interne à l'interface entre le guide d'onde optique solide et la cavité creuse, remplie d'air. Le graphique de la figure 4a permet de déterminer la période PN20 telle que f(PN20) = 0 : PN20 = 23,7 pm. De manière analogue, le graphique de la figure 4b 10 permet de déterminer la période PNH3 telle que f(PNH3) = 0 : PNH3 = 27,84 pm. Dans le cas particulier d'un dispositif de détection par atténuation de lumière, il s'agit à présent de rechercher, pour chaque gaz, la période du réseau de diffraction appartenant à la suite (Pm) qui est la plus proche de la période annulant 15 la fonction f. Pour ce faire, la figure 5a montre un graphique des termes de la suite (Pm) en fonction de m dans l'exemple du gaz de N20 avec les paramètres choisis ci-dessus, et la figure 5b montre un graphique des termes de la suite (Pm) en fonction de m dans l'exemple du gaz de NH3 avec les paramètres choisis ci-dessus. Le graphique de la figure 5a permet de déterminer la période PN20_d 20 appartenant à la suite (Pm) et minimisant la norme de la fonction f dans le cas du gaz de N20 : PN20_d = 23,71 lm pour m=24. De manière analogue, le graphique de la figure 5b permet de déterminer la période PNH3_d appartenant à la suite (Pm) et minimisant la norme de la fonction f dans le cas du gaz de NH3: PNH3_d = 27,85 lm. 25 Les figures 6a et 6b montrent l'impact d'une variation de la longueur L de la cavité sur la période à choisir, dans le cas du gaz de N20 et dans celui du gaz de NH3, respectivement. Une augmentation de la longueur L de la cavité entraîne une augmentation de la période des réseaux de diffraction requise. 30 3061553 22 Les figures 7a à 7f, 8a à 8e et 9, qui montrent des étapes d'un procédé de fabrication 100 d'un dispositif de détection de gaz ou de particules selon un mode de réalisation de l'invention, sont à présent décrites. 5 La figure 7a montre un premier substrat su1, par exemple un substrat silicium pour utiliser ultérieurement une lumière d'interaction infrarouge, ou un substrat en verre SiO2 pour utiliser ultérieurement une lumière d'interaction visible. Le premier substrat su1 présente une première partie sp1 et une deuxième partie sp2. La première partie sp1 forme une première couche de gaine g1 d'un guide d'onde 10 optique. La figure 7b montre une étape de gravure, dans une première partie sp1 du premier substrat su1, d'un réseau de diffraction rd présentant un pas P. 15 La figure 7c montre une étape de dépôt, sur la première couche de gaine g1 et sur le réseau de diffraction rd gravé dans la première couche de gaine g1, d'une couche de coeur c du guide d'onde optique. La couche de coeur est par exemple une couche de Ge lorsque le premier substrat est réalisé en Si, ou une couche de de nitrure de silicium lorsque le premier substrat est réalisé en SiO2. Une étape de 20 planarisation mécano-chimique CMP peut être prévue à l'issue de l'étape 7c de dépôt. La figure 7d montre une étape de dépôt, sur la couche de coeur c et sur la deuxième partie sp2 du premier substrat sut, d'une couche quart d'onde, par 25 exemple en SiGe lorsque la couche de coeur est réalisée en Ge, qui forme une deuxième couche de gaine g2 à l'aplomb de la couche de coeur c. La figure 7d montre également une étape de dépôt, sur la couche quart d'onde, d'une première couche réfléchissante r1, par exemple métallique. Même si les représentations en coupe des figures 7a à 7d ne montrent qu'un seul guide d'onde optique, une 30 pluralité de guides d'ondes optiques sont réalisés lors de ces étapes. La figure 7d' montre une étape de retournement du dispositif de la figure 7d. 3061553 23 La figure 7e montre une étape de gravure d'une cavité Ca dans la deuxième partie du premier substrat sut, de manière à déboucher sur la première couche réfléchissante ri. A ce stade, la cavité Ca comporte une paroi formée par le 5 premier substrat sui et une paroi formée par la première couche réfléchissante ri. La figure 7f montre, dans le cas d'une utilisation ultérieure de lumière d'interaction infrarouge, une étape de dépôt d'une première couche antireflet art sur la paroi de la cavité Ca formée par le premier substrat sui . Cette étape est facultative dans le 10 cas d'une utilisation ultérieure de lumière d'interaction visible. La première couche antireflet art est typiquement déposée à la fois sur la paroi de la cavité Ca formée par le premier substrat sui et sur la paroi de la cavité Ca formée par la première couche réfléchissant ri, puis retirée de la paroi formée par la première couche réfléchissante ri par une technique de gravure ionique anisotrope. 15 La figure 8a montre un deuxième substrat su2, par exemple un substrat silicium pour utiliser ultérieurement une lumière d'interaction infrarouge, ou un substrat en verre SiO2 pour utiliser ultérieurement une lumière d'interaction visible. Une deuxième couche réfléchissante r2 est déposée sur le deuxième substrat su2 puis 20 un premier emplacement epl débouchant sur le deuxième substrat su2 est ouvert dans la deuxième couche réfléchissante r2, en utilisant un masque de résine re. La figure 8b montre, dans le cas d'une utilisation ultérieure de lumière d'interaction infrarouge, une étape de dépôt d'une deuxième couche antireflet ar2 dans le 25 premier emplacement epl . Cette étape est facultative dans le cas d'une utilisation ultérieure de lumière d'interaction visible. La deuxième couche antireflet ar2 est typiquement déposée à la fois dans le premier emplacement epl et sur le masque de résine re, puis le masque de résine re est retiré lors d'une étape de lift-off. 30 La figure 8d montre une étape de retournement du dispositif de la figure 8b, suivie d'une étape de gravure, dans le deuxième substrat su2 et à l'aplomb du premier 3061553 24 emplacement ep1, d'un deuxième emplacement ep2 destiné à recevoir le détecteur 14. Lorsque l'étape 8b a été réalisée et qu'une deuxième couche antireflet ar2 a été déposée dans le premier emplacement ep1, le deuxième emplacement ep2 est 5 gravé de manière à conserver un reliquat du deuxième substrat su2 à l'aplomb du premier emplacement ep1. Le reliquat du deuxième substrat su2 permet de protéger la couche antireflet ar2 en évitant qu'elle casse, tout en assurant un bon maintien mécanique ultérieur du détecteur 14, lorsqu'il est agencé dans le deuxième emplacement ep2. Le reliquat du deuxième substrat su2 fait de 10 préférence au moins 10 pm d'épaisseur. Lorsque l'étape 8b n'a pas été réalisée, le deuxième emplacement ep2 est préférentiellement gravé de manière à conserver le reliquat du deuxième substrat su2, tel que précédemment décrit. Un bon maintien mécanique ultérieur du détecteur 14 est ainsi assuré. Alternativement, le deuxième emplacement ep2 15 peut être gravé à l'aplomb du premier emplacement ep1 de manière à traverser le deuxième substrat su2 et à déboucher sur le premier emplacement ep1. Dans cette alternative, on prévoit un moyen de maintien du détecteur 14 afin qu'il ne pénètre pas dans la cavité 12. 20 La figure 8e montre une étape d'agencement du détecteur 14 dans le deuxième emplacement ep2. La figure 9 montre une étape d'assemblage du dispositif obtenu à l'issue des étapes des figures 7a à 7f avec le dispositif obtenu à l'issue des étapes 8a à 8e, 25 pour l'obtention d'un dispositif de détection de gaz ou de particules 10, 10' selon un aspect de l'invention. L'assemblage est typiquement une étape de scellement eutectique Si/Au. Les premier et deuxième substrats su1, su2 sont assemblés de manière que les première et deuxième couches réfléchissantes r1, r2 se trouvent en regard l'une de l'autre, formant ainsi les première et seconde parois 30 réfléchissantes 123, 124 de la cavité 12 telle que précédemment décrite. Les premier et deuxième emplacements ep1, ep2 sont alignés et à l'aplomb de la cavité 12. La couche de coeur intercalée entre les première et deuxième couches 3061553 25 de gaine g1, g2 et comportant le réseau de diffraction rd à l'interface entre la couche de coeur c et la première couche de gaine g1 forme le guide d'onde optique 13b tel que précédemment décrit. Alternativement, chaque réseau de diffraction rd pourrait être situé à l'interface entre la couche de coeur c et la 5 deuxième couche de gaine g2. Dans cette alternative, chaque réseau de diffraction n'est pas gravé dans la première couche de gaine g1 mais dans la couche de coeur c qui est déposée sur la première couche de gaine g1. La figure 10 montre particulièrement une étape d'ouverture d'évents au sein d'un 10 dispositif de détection de gaz ou de particules selon un aspect de l'invention. Des premier et deuxième évents ev1, ev2 sont gravés dans la deuxième partie du premier substrat su1, de manière qu'ils débouchent sur la cavité Ca. La cavité et les évents sont typiquement réalisés en même temps, lors d'une même étape technologique. L'assemblage des premier et deuxième substrats su1, su2 ferme la 15 cavité et les premier et deuxième évents. Il est alors prévu une étape de gravure d'un premier volume v1 du deuxième substrat su2 de manière à ouvrir le premier évent ev1, et de gravure d'un deuxième volume v2 du deuxième substrat su2 de manière à ouvrir le deuxième évent ev2. 20 La figure 11a est une vue en coupe montrant en particulier le premier évent ev1 débouchant dans la cavité 12 d'un dispositif de détection de gaz ou de particules 10, 10' selon un aspect de l'invention, après l'étape de gravure des premier et deuxième volumes v1, v2, décrite à la figure 10. La figure llb est une vue en coupe montrant en particulier le deuxième évent ev2 débouchant dans la 25 cavité 12 d'un dispositif de détection de gaz ou de particules 10, 10' selon un aspect de l'invention, après l'étape de gravure des premier et deuxième volumes v1, v2, décrite à la figure 10. REVENDICATIONS1. Dispositif (10, 10') de détection de gaz ou de particules comportant : - une source lumineuse (11, 11') apte à émettre un faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde, - une cavité (12) d'interaction de gaz ou de particules avec le faisceau lumineux comportant des première et seconde parois réfléchissantes (123, 124) sensiblement parallèles entre elles, - une pluralité de guides d'ondes optiques monomodes (13a, 13b, 13c) ayant chacun une première extrémité (13a1, 13b1, 13c1) de largeur 11 couplée optiquement à la source lumineuse et une deuxième extrémité (13a2, 13b2, 13c2) de largeur 12, supérieure à la largeur 11, couplée optiquement à une première extrémité (121) de la cavité d'interaction, chaque guide d'onde optique comportant dans sa deuxième extrémité de largeur 12 un réseau de diffraction (13a3, 13b3, 13c3) présentant un pas P choisi en fonction de la longueur d'onde À du faisceau lumineux propagé dans le guide d'onde optique associé audit réseau de diffraction, de l'indice de gaine n du guide d'onde optique associé au réseau de diffraction, de l'indice effectif neff du mode propagé dans le guide d'onde optique associé au réseau de diffraction, de la longueur L et de la hauteur H de la cavité, du taux de réflexion R des première et seconde parois réfléchissantes de la cavité pour le faisceau lumineux à la longueur d'onde À, d'une concentration C d'un type de gaz ou de particules à détecter et d'un paramètre a d'interaction du type de gaz ou de particules à détecter avec le faisceau lumineux ; - et un détecteur (14) couplé à une deuxième extrémité (122) de la cavité d'interaction. 2. Dispositif (10, 10') de détection de gaz ou de particules selon la revendication précédente caractérisé en ce que le pas P est choisi de manière à minimiser la norme de l'équation suivante : 3061553 27 aHC f (P) = ln 1 + 2 - n2 + (neff - - aLC 2(nef _ '3)2 in () f. / 3. Dispositif (10, 10') de détection de gaz ou de particules selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il 5 comporte au moins un premier réseau de diffraction ayant un premier pas, et un deuxième réseau de diffraction ayant un deuxième pas distinct du premier pas. 4. Dispositif (10, 10') de détection de gaz ou de particules selon l'une 10 quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque guide d'onde optique monomode (13a, 13b, 13c) présente une couche de coeur (c) intercalée entre des première et seconde couches de gaine (g1, g2), caractérisé en ce qu'il comporte une couche réfléchissante (125) dans le prolongement de la deuxième paroi réfléchissante (124), et en ce que la 15 première couche de gaine (g1) est agencée sur ladite couche réfléchissante (125) et présente une épaisseur e telle que : Âmoy340y 5. Dispositif (10, 10') de détection de gaz ou de particules selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des premier et deuxième évents (ev1, ev2) communiquant avec la cavité d'interaction (12). 25 6. Dispositif (10, 10') de détection de gaz ou de particules selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que : - la cavité d'interaction (12) est une cavité optique, - le détecteur (14) est un détecteur de lumière et est agencé 30 sensiblement parallèlement au plan de référence, dans le plan de la première paroi réfléchissante (123), 306 1 5 5 3 28 - le pas P de chaque réseau de diffraction appartient en outre à la suite (Pm), avec m un entier naturel, telle que : À i(2m + 1)2 neff - n2 f L \ 2 (2m + 1)2 + u7) - les réseaux de diffraction s'étendent sensiblement suivant un même 5 plan et chaque réseau de diffraction de pas P présente une pluralité de structures parallèles entre elles, espacées du pas P, et perpendiculaires à une direction radiale relativement au détecteur de lumière. 7. Dispositif (10, 10') de détection de gaz ou de particules selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que : - la cavité d'interaction (12) est une cavité optique, - le détecteur (14) est un détecteur de lumière et est agencé sensiblement parallèlement au plan de référence, dans le plan de la seconde paroi réfléchissante (124), 15 - le pas P de chaque réseau de diffraction appartient en outre à la suite (Pm), avec m un entier naturel, telle que : À Pm = i(2m + 2)2 2 (2m + 2)2 + (L) - les réseaux de diffraction s'étendent sensiblement suivant un même plan et chaque réseau de diffraction de pas P présente une pluralité de 20 structures parallèles entre elles, espacées du pas P, et perpendiculaires à une direction radiale relativement au détecteur de lumière. 8. Dispositif (10') de détection de gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le paramètre 25 d'interaction du type de gaz ou de particules à détecter avec le faisceau lumineux est un paramètre d'absorptivité a et en ce que la source lumineuse (11') est apte à émettre un faisceau lumineux à au moins une première longueur d'onde correspondant à une longueur d'onde Pm = neff- n2 3061553 29 d'absorption d'un premier gaz à détecter, et à au moins une deuxième longueur d'onde distincte de la première longueur d'onde et correspondant à une longueur d'onde d'absorption d'un deuxième gaz à détecter. 5 9. Procédé de fabrication d'un dispositif de détection de gaz ou de particules comportant une source lumineuse apte à émettre un faisceau lumineux à au moins une longueur d'onde À, une cavité d'interaction de gaz ou de particules avec le faisceau lumineux comportant des première et seconde parois réfléchissantes sensiblement parallèles entre elles, une pluralité de 10 guides d'ondes optiques monomodes ayant chacun une première extrémité de largeur 11 couplée optiquement à la source lumineuse et une deuxième extrémité de largeur 12, supérieure à la largeur 11, couplée optiquement à une première extrémité de la cavité d'interaction, et un détecteur couplé à une deuxième extrémité de la cavité d'interaction, le procédé comportant 15 au moins les étapes suivantes : - dans une première partie (sp1) d'un premier substrat (su1), réalisation de la pluralité de guides d'ondes optiques monomodes, chaque guide d'onde optique comportant une couche de coeur (c) intercalée entre des première et seconde couches de gaine (g1, g2), ainsi qu'un réseau de 20 diffraction (rd) agencé à une interface entre la couche de coeur et l'une des première ou seconde couches de gaine, chaque réseau de diffraction présentant un pas P choisi en fonction de la longueur d'onde À du faisceau lumineux propagé dans le guide d'onde optique associé audit réseau de diffraction, de l'indice de gaine n du guide d'onde 25 optique associé au réseau de diffraction, de l'indice effectif neff du mode propagé dans le guide d'onde optique associé au réseau de diffraction, de la longueur L et de la hauteur H de la cavité, du taux de réflexion R des première et seconde parois réfléchissantes de la cavité pour le faisceau lumineux à la longueur d'onde À, d'une concentration C d'un 30 type de gaz ou de particules à détecter et d'un paramètre a d'interaction du type de gaz ou de particules à détecter avec le faisceau lumineux ; - dépôt d'une première couche réfléchissante (r1) sur la pluralité de guides d'ondes optiques réalisée dans la première partie (sp1) du 3061553 30 premier substrat (su1) et sur une deuxième partie (sp2) du premier substrat (su1) ; - gravure, dans la deuxième partie (sp2) du premier substrat (su1), d'une cavité (Ca) débouchant sur la première couche réfléchissante (r1) ; 5 - sur un deuxième substrat (su2), dépôt d'une deuxième couche réfléchissante (r2) ; - gravure, dans la deuxième couche réfléchissante (r2) et dans le deuxième substrat (su2), d'un emplacement (ep1, ep2) destiné à recevoir le détecteur (14) ; 10 - assemblage des premier et deuxième substrats (su1, su2) de manière que : o les première et deuxième couches réfléchissantes (r1, r2) se trouvent en regard l'une de l'autre, o l'emplacement destiné à recevoir le détecteur (ep1, ep2) se trouve à 15 l'aplomb de la cavité (Ca), o la pluralité de guides d'ondes optiques se trouve entre les première et deuxième couches réfléchissantes (r1, r2). 10. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, caractérisé en ce 20 que : - le procédé comporte, après l'étape de gravure, dans la deuxième partie (sp2) du premier substrat (su1), d'une cavité (Ca) débouchant sur la première couche réfléchissante (r1), une étape de dépôt, sur le premier substrat formant une paroi de la cavité précédemment gravée, d'une 25 première couche antireflet (ar1), et - l'étape de gravure de l'emplacement destiné à recevoir le détecteur (14) comporte les trois sous-étapes suivantes : o gravure, dans la deuxième couche réfléchissante (r2), d'un premier emplacement (ep1) débouchant sur le deuxième substrat (su2) ; 30 o dépôt, sur le deuxième substrat débouchant dans le premier emplacement, d'une deuxième couche antireflet (ar2) ; o gravure, dans le deuxième substrat (su2), d'un deuxième emplacement (ep2) destiné à recevoir le détecteur. 3061553 31 11. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - une étape de gravure, dans la deuxième partie (sp2) du premier 5 substrat (su1), d'au moins des premier et deuxième évents (ev1, ev2) débouchant sur la cavité (Ca) gravée dans la deuxième partie (sp2) du premier substrat (su1) ; - après l'assemblage des premier et deuxième substrats (su1, su2), une étape de gravure du deuxième substrat (su2) de manière à déboucher 10 sur les premier et deuxième évents (ev1, ev2), sans déboucher sur la cavité (Ca).