Brevet FR3061561A1 — publié le 20180706

B15187 - DD17165HB 1 DISPOSITIF DE COLLIMATION Domaine La présente invention concerne de façon générale les circuits optoélectroniques à base de matériaux semiconducteurs et leurs procédés de fabrication. La présente invention concerne plus particulièrement les circuits optoélectroniques comprenant un dispositif de collimation. Exposé de l'art antérieur Un circuit optoélectronique est généralement destiné à être couplé à un système externe, par exemple une fibre optique ou un autre circuit optoélectronique. Le circuit optoélectronique doit alors émettre un faisceau lumineux qui est reçu par le système externe. Dans ce but, le circuit optoélectronique comprend généralement un dispositif de collimation qui permet de fournir un faisceau lumineux collimaté et qui permet, en outre, d'adapter la taille du faisceau lumineux émis en fonction du système externe auquel le circuit optoélectronique est couplé. Un faisceau lumineux collimaté est un faisceau dont les rayons sont sensiblement parallèles de sorte que le faisceau ne présente qu'une faible divergence. Un exemple de dispositif de collimation comprend un élément en silicium en forme de pointe logé dans une gaine. Un tel type de dispositif de collimation est décrit dans la 3061561 B15187 - DD17165HB 2 publication intitulée « Cantilever couplers for intra-chip coupling to silicon photonic integrated circuits » aux noms de Peng Sun et Ronald M. Reano (16 mars 2009 / Vol. 17, No. 6 / OPTICS EXPRESS 4565). 5 Un inconvénient d'un tel type de dispositif de collimation est qu'il requiert la fabrication d'une pointe très fine dont les dimensions doivent être obtenues avec précision étant donné qu'une variation sur les dimensions de la pointe peut perturber de façon importante le fonctionnement du dispositif de 10 collimation. Toutefois, il peut être difficile de fabriquer une pointe très fine avec des dimensions spécifiques de façon précise et reproductible à une échelle industrielle. En outre, pour certaines applications, un dispositif de collimation comprenant un élément en forme de pointe peut ne pas permettre de collimater 15 suffisamment le faisceau lumineux émis par le circuit optoélectronique. Résumé Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des dispositifs de collimation décrits 20 précédemment. Un autre objet d'un mode de réalisation est que le dispositif de collimation fournisse un faisceau lumineux sensiblement collimaté. Un autre objet d'un mode de réalisation est que le 25 dispositif de collimation ait une structure simple. Un autre objet d'un mode de réalisation est que le dispositif de collimation puisse être réalisé à une échelle industrielle par des technologies classiques de fabrication de circuits intégrés. 30 Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif de collimation d'un faisceau lumineux comprenant un guide d'onde monomode, un premier élément de collimation du faisceau lumineux parallèlement à un premier plan et un deuxième élément de collimation du faisceau lumineux parallèlement à un deuxième plan, 3061561 B15187 - DD17165HB 3 le premier élément de collimation reliant le guide d'onde au deuxième élément de collimation. Selon un mode de réalisation, le premier élément de collimation comprend un corps relié à une première extrémité au 5 guide d'onde et relié à une deuxième extrémité au deuxième élément de collimation et dont une dimension selon une première direction perpendiculaire au premier plan croît de la première extrémité à la deuxième extrémité. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de 10 collimation comprend un indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux qui, selon une deuxième direction perpendiculaire au deuxième plan, augmente d'une première valeur ng à une deuxième valeur n, puis diminue de la deuxième valeur à la première valeur. 15 Selon un mode de réalisation, l'indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux du deuxième élément de collimation évolue selon la deuxième direction au moins en partie selon une loi parabolique. Selon un mode de réalisation, l'indice de réfraction à 20 la longueur d'onde du faisceau lumineux du deuxième élément de collimation, selon la deuxième direction, augmente de la première valeur à la deuxième valeur, comprend un palier à la deuxième valeur, puis diminue de la deuxième valeur à la première valeur. Selon un mode de réalisation, l'indice de réfraction à 25 la longueur d'onde du faisceau lumineux augmente depuis la première valeur à la deuxième valeur dans une première portion moins vite qu'une loi parabolique puis dans une deuxième portion plus vite que la loi parabolique. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de 30 collimation a une demi-hauteur H selon la deuxième direction et a une longueur L4 selon une troisième direction parallèle au premier plan et au deuxième plan, la longueur L4 étant donnée par la relation suivante : 3061561 B15187 - DD17165HB 4 Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de collimation comprend au moins un alliage dont la composition varie selon la deuxième direction. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de 5 collimation comprend un empilement selon la deuxième direction de plusieurs couches de matériaux ayant des indices de réfraction différents à la longueur d'onde du faisceau lumineux. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de collimation comprend une alternance de premières et deuxièmes 10 couches, chaque première couche étant en un premier matériau ayant un premier indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux et chaque deuxième couche étant en un deuxième matériau ayant un deuxième indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux. 15 Selon un mode de réalisation, les épaisseurs des premières couches ne sont pas identiques et les épaisseurs des deuxièmes couches ne sont pas identiques. Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication du dispositif de collimation tel que défini 20 précédemment, comprenant les étapes successives suivantes : former une première partie du deuxième élément de collimation ; former le guide d'onde et le premier élément de collimation ; et former une deuxième partie du deuxième élément de collimation. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de 30 réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : les figures 1 et 2 sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'un dispositif de collimation comprenant des premier 35 et deuxième éléments de collimation ; 3061561 B15187 - DD17165HB 5 la figure 3 représente une courbe d'évolution de l'indice de réfraction dans un mode de réalisation du deuxième élément du dispositif de collimation représenté sur les figures 1 et 2 ; 5 les figures 4A, aA et 6A représentent des vues en coupe analogues à la figure 2 de dispositifs de collimation utilisés respectivement pour des première, deuxième et troisième simulations et les figures 4B, 5B et 6B représentent des cartes d'isolignes de la composante selon la direction (Oy) du champ 10 d'excitation magnétique obtenues respectivement pour les première, deuxième et troisième simulations ; les figures 7 et 8 illustrent deux applications du dispositif de collimation représenté sur les figures 1 et 2 ; les figures 9, 10 et 11 sont des vues en coupe analogues 15 à la figure 2 illustrant trois modes de réalisation du deuxième élément de collimation du dispositif de collimation ; les figures 12A à 12H sont des vues en coupe, partielles et schématiques, de structures obtenues à des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif 20 de collimation représenté sur les figures 1 et 2 ; et les figures 13A et 14A représentent des courbes d'évolution de l'indice de réfraction dans un élément du dispositif de collimation respectivement pour des quatrième et cinquième simulations et les figures 13B et 14B représentent des 25 cartes d'isolignes de la composante selon la direction (Oy) du champ d'excitation magnétique obtenues respectivement pour les quatrième et cinquième simulations. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 30 références dans les différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les structures possibles d'un circuit optoélectronique sont bien connues d'un homme du métier et ne sont 35 pas décrites en détail par la suite. Sauf précision contraire, 3061561 B15187 - DD17165HB 6 les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. Dans la suite de la description, on considère un repère orthonormé (Oxyz). Dans un mode de réalisation, le dispositif de 5 collimation est formé par un empilement de couches semiconductrices selon une direction d'empilement correspondant à la direction (Oz). Les figures 1 et 2 sont respectivement une vue de dessus et une vue en coupe, partielles et schématiques, d'un mode de 10 réalisation d'un dispositif de collimation 5. Le dispositif de collimation 5 fait partie d'un circuit optoélectronique 10 qui n'est que partiellement représenté sur les figures. Le circuit optoélectronique 10 peut notamment comprendre au moins un dispositif de génération d'un signal optique, par exemple une 15 source laser, des dispositifs de transmission de signaux optiques, des dispositifs de traitement (modulation, amplification) de signaux optiques et/ou des dispositifs de conversion de signaux optiques. De façon schématique, on a représenté sur la figure 2 un substrat 11 sur lequel le dispositif de collimation 5 est 20 formé. Le dispositif de collimation 5 permet l'émission d'un faisceau lumineux 12 collimaté dont les rayons sont sensiblement parallèles à la direction (Ox). En figure 2, on a représenté des rayons 13 du faisceau 12. Le faisceau lumineux 12 peut être un 25 faisceau monochromatique ou polychromatique. De préférence, le faisceau lumineux 12 est sensiblement monochromatique. Lorsque le faisceau 12 est polychromatique, la longueur d'onde du faisceau peut prendre différentes valeurs sur une plage de longueurs d'ondes. La longueur d'onde du faisceau lumineux collimaté par le dispositif de collimation 5 est appelée longueur d'onde d'intérêt par la suite. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, lorsqu'il est fait mention de l'indice de réfraction d'un matériau, il s'agit de l'indice de réfraction à la longueur d'onde d'intérêt. 3061561 B15187 - DD17165HB 7 Selon un mode de réalisation, le dispositif de collimation 5 a une structure à symétrie planaire par rapport au plan (Oxy) et par rapport au plan (Oxz). Le dispositif de collimation 5 comprend trois éléments : 5 un guide d'onde monomode 14 ; un premier élément 16 qui permet de collimater les rayons lumineux parallèlement à un premier plan Pl, par exemple le plan (Oxz) ; et un deuxième élément 18 qui permet de collimater les 10 rayons lumineux parallèlement à un deuxième plan P2, par exemple le plan (Oxy), différent du premier plan Pl et, de préférence sensiblement perpendiculaire au premier plan Pl. Le guide d'onde 14 est en un premier matériau, par exemple un premier matériau semiconducteur, et est entouré par 15 une gaine 20 en un deuxième matériau, par exemple un deuxième matériau semiconducteur. L'indice de réfraction du premier matériau est strictement supérieur à l'indice de réfraction du deuxième matériau. Le choix des premier et deuxième matériaux dépend notamment de la longueur d'onde du faisceau lumineux à 20 collimater. Selon un exemple, pour la collimation d'un faisceau monochromatique dont la longueur d'onde peut varier de 2 fun à 12 pin, le premier matériau peut être un alliage de silicium et de germanium (SiGe) et le deuxième matériau peut être du silicium 25 (Si). Selon un autre exemple, pour la collimation d'un faisceau monochromatique utilisé dans les télécommunications et dont la longueur d'onde dans le vide peut être de l'ordre de 1,55 pin, les premier et deuxième matériaux peuvent correspondre à des matériaux semiconducteurs comportant majoritairement un composé III-V, par 30 exemple un composé III-N notamment lorsque le dispositif de collimation 5 est prévu sur un circuit optoélectronique 10 comprenant un dispositif de génération d'un faisceau lumineux, par exemple une diode laser. Des exemples d'éléments du groupe III comprennent le gallium (Ga), l'indium (In) ou l'aluminium (Al). Des exemples de composés III-N sont GaN, AIN, InN, InGaN, 3061561 B15187 - DD17165HB 8 AlGaN ou AlInGaN. D'autres éléments du groupe V peuvent également être utilisés, par exemple, le phosphore (P) ou l'arsenic (As). Selon un autre exemple, pour la collimation d'un faisceau monochromatique utilisé dans les télécommunications et dont la 5 longueur d'onde dans le vide peut être de l'ordre de 1,55 pin, le premier matériau peut être du Si et le deuxième matériau peut être du dioxyde de silicium (SiO2) notamment lorsque le dispositif de collimation 5 est prévu sur un circuit optoélectronique 10 ne comprenant pas de dispositif de génération d'un faisceau lumineux. 10 On peut également envisager pour ce cas comme premier matériau du nitrure de silicium (SiN), et comme deuxième matériau du dioxyde de silicium (SiO2). Les dimensions du guide d'onde 14 font qu'il ne permet la propagation d'un rayonnement électromagnétique à la longueur 15 d'onde d'intérêt que selon un seul mode de propagation. Selon un mode de réalisation, le guide d'onde 14 a une section droite rectangulaire ayant une hauteur T, mesurée selon la direction (Oz), et une largeur Li, mesurée selon la direction (Oy). Le premier élément de collimation 16 est en le premier 20 matériau et est entouré d'une gaine 22 en le deuxième matériau. Le premier élément de collimation 16 comprend une première extrémité 24 connectée à une extrémité du guide d'onde 14 et une deuxième extrémité 26 connectée au deuxième élément de collimation 18 et un corps 28 s'étendant entre la première extrémité 24 et la 25 deuxième extrémité 26. Le corps 28 a une forme divergente de la première extrémité 24 jusqu'à la deuxième extrémité 26. Selon un mode de réalisation, le premier élément de collimation 16 a une section droite rectangulaire ayant la même hauteur T, mesurée selon la direction (Oz), que le guide d'onde et dont la largeur, 30 mesurée selon la direction (Oy), croît depuis la largeur Li à la première extrémité 24 à une largeur L2 à la deuxième extrémité 26. On appelle longueur L3 du premier élément de collimation 16 la distance mesurée selon la direction (Ox) entre la première extrémité 24 et la deuxième extrémité 26. 3061561 B15187 - DD17165HB 9 5 Selon un mode de réalisation, le premier élément de collimation 16 a, en vue de dessus, la forme d'un trapèze dont la petite base correspond à la première extrémité 24 et dont la grande base correspond à la deuxième extrémité 26. La hauteur T peut être comprise entre 0,1 pin et 10 um. La largeur Li peut être comprise entre 0,1 fun et 10 um. La largeur L2 peut être comprise entre 1 fun et 100 um. La longueur L3 peut être comprise entre 10 pin et 1 mm. Le deuxième élément de collimation 18 a une hauteur 2*H, 10 mesurée selon la direction (Oz), et une longueur L4, mesurée selon la direction (Ox). Le deuxième élément de collimation 18 comprend un indice de réfraction qui est sensiblement constant dans n'importe quel plan parallèle au plan (Oxy) et qui selon la direction (Oz) 15 augmente d'un indice de réfraction minimal ng à un indice de réfraction maximal n, puis diminue jusqu'à l'indice de réfraction minimal ng. L'indice de réfraction est égal à l'indice de réfraction maximal n, pour z égal à 0 et est égal à l'indice de réfraction minimal ng pour z égal à ±H. 20 La loi d'évolution du gradient d'indice dans le deuxième élément de collimation 18 est choisie pour permettre l'obtention d'une collimation du faisceau émis par le deuxième élément de collimation 18. Selon un mode de réalisation, dans le deuxième élément 25 de collimation 18, l'indice de réfraction n évolue de façon parabolique, par exemple selon la relation (I) suivante : n2(z)=n,2 2 (I) / m [1- H pour z compris entre -H et H. Le gradient de l'indice, qui a pour effet de courber la 30 lumière, est lié à la dérivée de la relation (I). Le gradient est nul pour le plan (Oxy), et augmente en s'éloignant du plan (Oxy). Plus un rayon s'éloigne du plan (Oxy), plus il a tendance à être courbé pour revenir vers le plan (Oxy). L'indice étant plus faible, il se propage également plus vite. 3061561 B15187 - DD17165HB 10 La figure 3 représente la courbe d'évolution de l'indice de réfraction au carré n2 dans le deuxième élément de collimation 18 selon la relation (I) selon la direction (Oz). Le fonctionnement du dispositif de collimation 5 est le 5 suivant. En sortie du guide d'onde 14, le faisceau lumineux est élargi dans la direction (Oy) de sorte que, à la deuxième extrémité 26, le faisceau lumineux est sensiblement collimaté parallèlement au plan (Oxz). Dans le deuxième élément de collimation 18, en raison du gradient d'indice selon la direction (Oz), les rayons 10 lumineux empruntent des trajets courbes dans des plans sensiblement parallèles au plan (Oxz) oscillant périodiquement le long de la direction de propagation (Ox). La longueur L4 est alors choisie de façon que les rayons lumineux s'échappent du deuxième élément de collimation 18 en 15 étant sensiblement parallèles au plan (Oxy). Une collimation du faisceau parallèlement à la direction (Ox) est ainsi obtenue. La longueur L4 est donnée par la relation (II) suivante : T[Hrie L4= (II) De préférence, dans le cas où le faisceau incident est 20 polychromatique, les indices de réfraction n, et ng sont sensiblement indépendants de la longueur d'onde sur la plage de longueurs d'ondes du faisceau de sorte qu'une collimation du faisceau est obtenue sur toute la plage de longueurs d'ondes du faisceau. 25 Des première, deuxième et troisième simulations ont été réalisées par calcul de différences finies dans le domaine temporel. Les figures 4A, aA et 6A représentent des vues en coupe analogues à la figure 2 des dispositifs de collimation utilisés 30 respectivement pour les première, deuxième et troisième simulations. Dans la première simulation, le dispositif de collimation avait la structure représentée sur les figures 1 et 2 à la différence que le deuxième élément de collimation 18 n'était pas présent. Dans la deuxième simulation, le dispositif de 35 collimation avait la structure représentée sur les figures 1 et 2 3061561 B15187 - DD17165HB 11 à la différence que le deuxième élément de collimation 18 était remplacé par un élément 29 de mêmes dimensions mais ayant un indice de réfraction constant. Dans la troisième simulation, le dispositif de collimation 5 avait la structure représentée sur 5 les figures 1 et 2. Pour les première, deuxième et troisième simulations, la longueur d'onde d'intérêt X était de 4,5 pin. Pour les trois simulations, le guide d'onde 14 et le premier élément de collimation 16 étaient en SiGe avec 40 % en poids de germanium 10 qui présente un indice de réfraction à 4,5 um de 3,6 et les gaines 20 et 22 étaient en Si qui présente un indice de réfraction à 4,5 um de 3,4. La hauteur T était de 3 pin et la hauteur H était de 10 pin. Le rayonnement se propageant dans le guide d'onde 14 était polarisé TM, c'est-à-dire que le champ magnétique était 15 orienté selon (0y). Les figures 4B, 5B et 6B représentent des cartes d'isolignes de la composante selon la direction (0y) du champ d'excitation magnétique obtenues avec les première, deuxième et troisième simulations. 20 La figure 4B traduit la diffraction du faisceau lumineux en l'absence du deuxième élément de collimation. La figure 5B traduit une absence de collimation du faisceau lumineux dans l'élément 29. La figure 6B montre que la structure du dispositif de collimation 5 de la figure 6A. entraîne une alternance de 25 collimation et de focalisation du faisceau lumineux. Pour obtenir l'émission d'un faisceau lumineux colimaté, il suffit de choisir la longueur L4 pour que le deuxième élément de collimation 18 s'arrête à un endroit où le faisceau est collimaté, c'est-à-dire à mi-chemin entre deux noeuds 30 où le faisceau lumineux est 30 concentré en une zone réduite. La figure 6B montre qu'il suffit de choisir L4 égal à 47 pin, ce qui peut en outre se déduire de la relation (II). La figure 7 illustre une application du dispositif de collimation 5 dans lequel circuit optoélectronique 10 est couplé 3061561 B15187 - DD17165HB 12 à une fibre optique 31, le dispositif de collimation 5 étant disposé en vis-à-vis d'une extrémité de la fibre optique 31. La figure 8 illustre une autre application du dispositif de collimation 5 dans lequel le circuit optoélectronique 10 est 5 couplé à un autre circuit optoélectronique 32, le dispositif de collimation 5 étant placé en vis-à-vis d'un autre dispositif de collimation 34 du circuit optoélectronique 32 qui peut avoir la même structure que le dispositif de collimation 5. De façon avantageuse, pour les applications illustrées 10 sur les figures 7 et 8, le faisceau lumineux émis par le dispositif de collimation 5 étant de grande taille, une tolérance d'alignement importante peut être obtenue. La figure 9 illustre un mode de réalisation du deuxième élément de collimation 18. Dans ce mode de réalisation, le 15 deuxième élément de collimation 18 est formé par le dépôt, par exemple par épitaxie, d'une couche semiconductrice dont la composition est modifiée de façon continue au cours du dépôt pour obtenir la variation souhaitée de l'indice de réfraction, notamment selon la relation (I). Lorsque le deuxième élément de 20 collimation 18 correspond à un alliage d'un premier élément et d'un deuxième élément, par exemple du SiGe, la variation de l'indice de réfraction peut être obtenue en faisant varier de façon continue la proportion du premier élément par rapport au deuxième élément dans l'alliage au cours du dépôt de l'alliage. 25 La figure 10 illustre un autre mode de réalisation du deuxième élément de collimation 18. Dans ce mode de réalisation, le deuxième élément de collimation 18 est formé par un empilement de plusieurs couches semiconductrices 40 de compositions différentes, chaque couche 40 ayant une composition homogène 30 choisie pour obtenir un indice de réfraction déterminé. On obtient alors une évolution de l'indice de réfraction par paliers selon la direction (Oz) et qui, par exemple, peut suivre de façon approximative la relation (I). Le procédé de fabrication du deuxième élément de collimation 18 selon le mode de réalisation 35 illustré en figure 10 peut être plus simple que le procédé de 3061561 B15187 - DD17165HB 13 fabrication du deuxième élément de collimation 18 selon le mode de réalisation illustré en figure 9. La figure 11 illustre un autre mode de réalisation du deuxième élément de collimation 18. Dans ce mode de réalisation, 5 le deuxième élément de collimation 18 est formé par un empilement selon la direction (Oz) comprenant une alternance de premières couches 42 ayant une première composition, et donc un premier indice de réfraction n, et de deuxièmes couches 44 ayant une deuxième composition, et donc un deuxième indice de réfraction ng. 10 Les épaisseurs des couches 42 et 44 sont inférieures à au moins le cinquième de la longueur d'onde d'intérêt de sorte que la lumière traversant le deuxième élément de collimation 18 voit localement un indice de réfraction moyen lié au rapport des épaisseurs des première et deuxième couches 42 et 44 les plus 15 proches. Les épaisseurs des première et deuxième couches sont alors choisies pour que l'indice de réfraction moyen local varie de la façon souhaitée selon la direction (Oz), par exemple en se rapprochant de la relation (I). Le procédé de fabrication du deuxième élément de collimation 18 selon le mode de réalisation 20 illustré en figure 11 peut être plus simple que le procédé de fabrication du deuxième élément de collimation 18 selon le mode de réalisation illustré en figure 10. Les figures 12A à 12H sont des vues en coupe, partielles et schématiques, des structures obtenues à des étapes successives 25 d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du dispositif de collimation 5 représenté sur les figures 1 et 2 pour lequel le deuxième élément collimation 18 peut avoir l'une des structures représentées sur les figures 9, 10 ou 11. Sur les figures 12A à 12H, la direction (Oz) non représentée correspond à la direction 30 verticale. Le procédé comprend les étapes successives suivantes : (1) Formation, par exemple par épitaxie, sur un substrat 50 présentant à son sommet un indice de réfraction égal à ng, d'une couche 52 dont l'indice de réfraction varie selon la 35 direction (Oz) de ng à la base de la couche 52 à vint au sommet de 3061561 B15187 - DD17165HB 14 la couche 52, vint étant strictement supérieur à ng (figure 12A). Le substrat 50 peut correspondre à une structure monobloc ou correspondre à une couche recouvrant un support constitué d'un autre matériau. Le substrat 50 peut être un substrat 5 semiconducteur, par exemple un substrat en silicium, en germanium, en carbure de silicium, en un composé III-V, tel que du GaN ou du GaAs, ou un substrat en ZnO. Le substrat 50 peut correspondre à une structure multicouches de type silicium sur isolant, également appelée SOI (acronyme anglais pour Silicon On Insulator). La 10 couche 52 peut avoir l'une des structures représentées sur les figures 9, 10 ou 11. (2) Dépôt d'une couche 54 d'un matériau dont l'indice de réfraction est égal à ng et d'une couche 56 d'un matériau semiconducteur dont l'indice de réfraction est égal à n, qui est 15 strictement supérieur à oint (figure 12B). (3) Gravure d'une partie de la couche 56 avec arrêt sur la couche 54 pour délimiter le guide d'onde 14 et le premier élément de collimation 16 (figure 12C). (4) Dépôt d'une couche du matériau dont l'indice de 20 réfraction est égal à ng sur l'ensemble de la structure et gravure de la couche, par exemple par une planarisation mécanochimique ou CMP (sigle anglais pour Chemical Mechanical Planarization), pour délimiter une couche 58 de même hauteur que le guide d'onde 14 et le premier élément de collimation 16 autour de ceux-ci (figure 25 12D) ; (5) Dépôt d'une couche 60 du matériau dont l'indice de réfraction est égal à ng sur l'ensemble de la structure (figure 12E). (6) Gravure des parties des couches 54, 58 et 60 à 30 l'emplacement souhaité du deuxième élément de collimation 18 (figure 12F). (7) Formation, par exemple par épitaxie, sur l'ensemble de la structure, d'une couche dont l'indice de réfraction augmente selon la direction (Oz) de oint à la base de 35 la couche à n, au milieu de la couche puis diminue jusqu'à vint au 3061561 B15187 - DD17165HB 15 sommet de la couche et gravure de la couche, par exemple par une planarisation mécanochimique, avec arrêt sur la couche 60 pour délimiter une couche 62 reposant sur la couche 52 (figure 12G). La couche 62 peut avoir l'une des structures représentées sur les 5 figures 9, 10 ou 11. (8) Formation, par exemple par épitaxie, sur l'ensemble de la structure, d'une couche semiconductrice 64 dont l'indice de réfraction augmente selon la direction (Oz) de vint à la base de la couche jusqu'à ng au sommet de la couche (figure 10 12H). La couche 64 peut avoir l'une des structures représentées sur les figures 9, 10 ou 11. Le deuxième élément de collimation 18 est formé par les couches 52, 62 et 64. La gaine 20 du guide d'onde 14 et la gaine 22 du premier élément de collimation 16 sont formées par les 15 couches 54, 58 et 60. Un autre mode de réalisation d'un procédé de fabrication comprend l'ensemble des étapes décrites précédemment à la différence que les étapes (1), (7) et (8) sont respectivement remplacées par les étapes (1)', (7)' et (8)' suivantes : 20 (1)' identique à l'étape (1) décrite précédemment à la différence que l'indice de réfraction varie selon la direction (Oz) de la valeur ng à la base de la couche 52 à la valeur n, au sommet de la couche ; (7)' identique à l'étape (7) décrite précédemment à la 25 différence que l'indice de réfraction de la couche 62 est constant et égal à n, ; (8)' identique à l'étape (8) décrite précédemment à la différence que l'indice de réfraction varie selon la direction (Oz) de la valeur n, à la base de la couche 64 à la valeur ng au 30 sommet de la couche 64. Le présent mode de réalisation présente l'avantage que la formation de la couche 62 est plus simple, notamment à l'étape de gravure décrite précédemment à l'étape (7)'. Toutefois, la structure du deuxième élément de collimation 18 ne permet alors 35 pas d'obtenir un profil de variation de l'indice de réfraction 3061561 B15187 - DD17165HB 16 qui suit la relation (I) décrite précédemment puisque l'indice de réfraction dans la couche centrale 62 du deuxième élément de collimation 18 est constant. En outre, l'inventeur a mis en évidence que lorsque 5 l'indice de réfraction est constant dans la couche centrale 62, le gradient d'indice dans les couches 52 et 64 ne peut pas suivre une loi parabolique. En effet, dans ce cas, il n'est pas possible d'obtenir une collimation convenable du faisceau émis par le deuxième élément de collimation 18. L'inventeur a mis en évidence 10 que, pour obtenir une collimation convenable, l'indice de réfraction doit évoluer dans le deuxième élément de collimation 18 selon les relations (III) suivantes, en considérant que la couche centrale 62 s'étend de z égal à -zo à z égal à zo : pour z compris entre -zo et zo : 15 nz (z) (III) pour z compris entre zo et H : nz (z) 1 (n-q) [(H-3z0) Hz-zo 2zo z-zo H-z0 H-zo H-zo pour z compris entre -zo et -H : 2 2 nz (z) =ncz [1_ (11c-ng H-3zo z+zo 2o z+zo H-zo H-zo 2 H-zzo \H-z0 20 Des quatrième et cinquième simulations ont été réalisées par calcul de différences finies dans le domaine temporel. Les figures 13A et 14A représentent des courbes d'évolution de l'indice de réfraction dans le deuxième élément de collimation 18 des dispositifs de collimation utilisés 25 respectivement pour les quatrième et cinquième simulations. Pour les quatrième et cinquième simulations, le dispositif de collimation avait la structure représentée sur les figures 1 et 2. Les quatrième et cinquième simulations ont été réalisées dans les mêmes conditions que les première, deuxième et troisième 30 simulations décrites précédemment. Dans la quatrième simulation, l'indice de réfraction du deuxième élément de collimation 18 était constant pour z entre -z0 et +z0 et suivait une loi parabolique entre -H et -z0 et +z0 et zO. 3061561 B15187 - DD17165HB 17 L'indice de réfraction évoluait donc dans le deuxième élément de collimation 18 selon les relations (IV) suivantes : pour z compris entre -z0 et z0 : n2(z)=1.1 5 pour z compris n2(z)=n2 [1 (eri c Zg pour z compris n2(z)=n2 [1 (eri c Zg Dans la cinquième simulation, l'indice de réfraction du 10 deuxième élément de collimation 18 suivait une loi (III) décrite précédemment. Les figures 13B et 14B représentent des cartes d'isolignes de la composante selon la direction (0y) du champ d'excitation magnétique obtenues dans le deuxième élément de 15 collimation 18 avec les quatrième et cinquième simulations. La figure 13B montre que le dispositif de collimation 5 dont le deuxième élément de collimation 18 a le profil d'évolution de l'indice de réfraction représenté en figure 13A ne permet pas d'obtenir une bonne focalisation du faisceau lumineux et donc ne 20 permet pas d'obtenir une bonne collimation du faisceau lumineux à mi-distance entre deux focalisations. La figure 14B montre que le dispositif de collimation 5 dont le deuxième élément de collimation 18 a le profil d'évolution de l'indice de réfraction représenté en figure 14A permet 25 d'obtenir une bonne focalisation du faisceau lumineux et donc permet d'obtenir une bonne collimation du faisceau lumineux à mi-distance entre deux focalisations. La relation (II) précédente reste valable en première approximation. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. 30 Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. (IV) entre z0 et H : ) (Hz -z:0)21 entre -z0 et -H : (zii+zzoo )21 REVENDICATIONS1. Dispositif (5) de collimation d'un faisceau lumineux (12) comprenant un guide d'onde monomode (14), un premier élément de collimation (16) du faisceau lumineux parallèlement à un premier plan (Oxz) et un deuxième élément de collimation (18) du faisceau lumineux parallèlement à un deuxième plan (Oxy), le premier élément de collimation reliant le guide d'onde au deuxième élément de collimation. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le premier élément de collimation (16) comprend un corps (28) relié à une première extrémité (24) au guide d'onde (14) et relié à une deuxième extrémité (26) au deuxième élément de collimation (18) et dont une dimension selon une première direction (Oy) perpendiculaire au premier plan (Oxz) croît de la première extrémité à la deuxième extrémité. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le deuxième élément de collimation (18) comprend un indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux (12) qui, selon une deuxième direction (Oz) perpendiculaire au deuxième plan (Oxy), augmente d'une première valeur ng à une deuxième valeur n, puis diminue de la deuxième valeur à la première valeur. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l'indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux (12) du deuxième élément de collimation (18) évolue selon la deuxième direction (Oz) au moins en partie selon une loi parabolique. 5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l'indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux (12) du deuxième élément de collimation (18), selon la deuxième direction (Oz), augmente de la première valeur à la deuxième valeur, comprend un palier à la deuxième valeur, puis diminue de la deuxième valeur à la première valeur. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux (12) augmente depuis la première valeur à la deuxième valeur dans 3061561 B15187 - DD17165HB 19 une première portion moins vite qu'une loi parabolique puis dans une deuxième portion plus vite que la loi parabolique. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel le deuxième élément de collimation (18) a une 5 demi-hauteur H selon la deuxième direction (Oz) et a une longueur L4 selon une troisième direction (Ox) parallèle au premier plan (Oxz) et au deuxième plan (Oxy), la longueur L4 étant donnée par la relation suivante : L4= 2_\111-n 10 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel le deuxième élément de collimation (18) comprend au moins un alliage dont la composition varie selon la deuxième direction (Oz). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 3 à 7, dans lequel le deuxième élément de collimation (18) comprend un empilement selon la deuxième direction (Oz) de plusieurs couches (40) de matériaux ayant des indices de réfraction différents à la longueur d'onde du faisceau lumineux (12). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 20 3 à 7, dans lequel le deuxième élément de collimation (18) comprend une alternance de premières et deuxièmes couches (42, 44), chaque première couche (42) étant en un premier matériau ayant un premier indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux (12) et chaque deuxième couche (44) étant en un deuxième matériau 25 ayant un deuxième indice de réfraction à la longueur d'onde du faisceau lumineux. 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les épaisseurs des premières couches (42) ne sont pas identiques et dans lequel les épaisseurs des deuxièmes couches (44) ne sont 30 pas identiques. 12. Procédé de fabrication du dispositif de collimation (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant les étapes successives suivantes : Trlin, 3061561 B15187 - DD17165HB 20 former une première partie (52) du deuxième élément de collimation (18) ; former le guide d'onde (14) et le premier élément de collimation (16) ; et 5 former une deuxième partie (62, 64) du deuxième élément de collimation (18).