FR 3090909 A1 20200626 FR 1873574 A 20181220 Description Titre de l'invention : Dispositif électro-optique à résonateur en anneau Domaine technique [0001] La présente demande concerne de manière générale les circuits photoniques intégrés comprenant des dispositifs électro-optiques, et plus particulièrement des dispositifs électro-optiques munis d'au moins un guide d'onde annulaire résonnant, aussi appelés dispositifs électro-optiques à résonateur en anneau. Technique antérieure [0002] Dans un circuit photonique intégré, des dispositifs électro-optiques à résonateur en anneau sont couramment utilisés pour transmettre des données via un signal lumineux. De tels dispositifs à anneaux résonnants sont par exemple des commutateurs électrooptiques ou des modulateurs électro-optiques. Résumé de l'invention 100031 Il serait souhaitable de disposer d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau qui pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs électro-optiques à résonateur en anneau connus. 100041 En particulier, il serait souhaitable de disposer d'un dispositif électro-optique à ré- sonateur en anneau comprenant un guide d'onde annulaire en silicium couplé optiquement à un guide d'onde en nitrure de silicium, et qui pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs électro-optiques à résonateur en anneau connus. [0005] Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif électro-optique à résonateur en anneau, le dispositif comprenant un prcmicr guide d'onde en nitrure de silicium et un deuxième guide d'onde annulaire en silicium, le deuxième guide d'onde comprenant un premier tronçon passant sous un deuxième tronçon du premier guide d'onde, le deuxième guide d'onde comprenant une bande annulaire en silicium dont une section transversale augmente dans le premier tronçon à partir d'une section transversale minimale située sous le deuxième tronçon. [0006] Selon un mode de réalisation, le deuxième tronçon est rectiligne, la section transversale minimale étant de préférence sensiblement orthogonale à la direction longitudinale du deuxième tronçon. [0007] Selon un mode de réalisation, les premier et deuxième guides d'onde sont configurés pour guider un mode optique donné, la section transversale minimale ayant des dimensions telles que, dans un plan comprenant la section transversale minimale, des indices optiques effectifs dudit mode optique dans les premier et deuxième guides d'onde sont égaux à plus ou moins 0,1 près. 2 [0008] Selon un mode de réalisation, au moins sur toute la longueur du premier tronçon, le bord latéral externe de la bande suit un cercle et le bord latéral interne de la bande suit une ellipse concentrique avec le cercle. [0009] Selon un mode de réalisation, au niveau de la section transversale minimale, la distance entre les premier et deuxième tronçons est inférieure à 150 nm. [0010] Selon un mode de réalisation, au-delà du premier tronçon, le bord externe, le bord interne ou chacun des bords externe et interne d'une portion longitudinale de la bande est bordé d'une ailette en silicium. [0011] Selon un mode de réalisation, l'ailette bordant le bord latéral interne de ladite portion de la bande est dopée d'un premier type de conductivité et l'ailette bordant le bord latéral externe de ladite portion de la bande est dopée d'un deuxième type de conductivité, ladite portion de la bande étant : non dopée ; ou successivement dopée du premier type de conductivité du côté de l'ailette dopée du premier type de conductivité, non dopée, et dopée du deuxième type de conductivité du côté de l'ailette dopée du deuxième type de conductivité ; ou successivement dopée du premier type de conductivité du côté de l'ailette dopée du premier type de conductivité et dopée du deuxième type de conductivité du côté de l'ailette dopée du deuxième type de conductivité. [0012] Selon un mode de réalisation, ladite portion de la bande comprend, dans le sens de sa longueur, une première région dopée d'un premier type de conductivité et une deuxième région dopée d'un deuxième type de conductivité, éventuellement séparées l'une de l'autre par une région non dopée de ladite portion de la bande, les première et deuxième régions se prolongeant dans l'ailette bordant ladite portion de la bande, de préférence disposée du côté du bord interne de ladite portion de la bande. [0013] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un troisième guide d'onde en silicium couplé optiquement au deuxième guide d'oncle. [0014] Selon un mode de réalisation, le troisième guide d'onde est annulaire et comprend un troisième tronçon, le dispositif comprenant en outre un quatrième guide d'oncle en nitrure de silicium comprenant un quatrième tronçon, le troisième tronçon passant sous le quatrième tronçon, et le troisième guide d'onde comprenant une bande annulaire en silicium dont une section transversale augmente dans le troisième tronçon à partir d'une section transversale minimale située sous le quatrième tronçon. [0015] Selon un mode de réalisation, le troisième guide d'onde est annulaire, le dispositif comprenant en outre un quatrième guide d'onde en silicium couplé optiquement au troisième guide d'onde. [0016] Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend en outre un troisième guide d'onde en nitrure de silicium, un troisième tronçon du deuxième guide d'onde passant sous un quatrième tronçon du troisième guide d'onde, la section transversale de la 3 bande annulaire augmentant dans le troisième tronçon à partir d'une section transversale minimale située sous le quatrième tronçon. [0017] Selon un mode de réalisation, chaque guide d'onde en silicium est défini dans une couche de type SOI, chaque guide d'onde en nitrure de silicium étant noyé dans des couches isolantes d'une structure d'interconnexions située au-dessus de la couche de type SOI. [0018] Un autre mode de réalisation prévoit un modulateur électro-optique ou un com- mutateur électro-optique comprenant au moins un dispositif tel que défini ci-dessus. [0019] Selon un mode de réalisation, le modulateur comprend un premier dispositif tel que défini ci-dessus et un deuxième dispositif tel que défini ci-dessus, le premier guide d'onde étant commun aux premier et deuxième dispositifs et étant configuré pour guider un mode optique fondamental transverse électrique et un mode fondamental transverse magnétique d'un signal, le premier dispositif étant adapté au mode fondamental transverse électrique du signal et le deuxième dispositif étant adapté au mode fondamental transverse magnétique dudit signal. Brève description des dessins [0020] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : [0021] [fig.1] la figure 1 est une vue en coupe et schématique d'un exemple de circuit intégré photonique du type auquel s'appliquent les modes de réalisation décrits ; [0022] [fig.2] la figure 2 représente trois vues A, B et C d'un mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau ; [0023] [fig.3] la figure 3 est une vue en coupe illustrant une variante de réalisation du dispositif de la figure 2 ; [0024] [fig.4] la figure 4 représente trois vues A, B et C illustrant une autre variante de réa- lisation du dispositif de la figure 2 ; [0025] [fig.5] la figure 5 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau ; et [0026] [fig.6] la figure 6 représente deux vues A et B illustrant un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau ; [0027] [fig.7] la figure 7 représente deux vues A et B illustrant un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau ; et [0028] [fig.8] la figure 8 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau. Description des modes de réalisation 100291 De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. [0030] Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réa- lisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les divers dispositifs électro-optiques intégrés usuels dans lesquels un anneau résonnant est mis en oeuvre n'ont pas été détaillés, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec ces dispositifs usuels. [0031] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments (électriquement ou optiquement) connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs électriques ou des guides d'onde optiques, et lorsque l'on fait référence à deux éléments (électriquement ou optiquement) reliés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être électriquement ou optiquement reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments. En outre, lorsque l'on fait référence, sans autre précision, à deux éléments reliés ou connectés entre eux, cela signifie que ces deux éléments sont optiquement reliés ou connectés. [0032] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux guides d'onde couplés entre eux, cela signifie que ces guides d'onde comprennent des portions suffisamment proches l'une de l'autre pour qu'au moins une partie de la puissance optique d'un signal passe d'un guide d'onde à l'autre par couplage évanescent ou couplage en champ proche. [0033] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures. [0034] Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à une section transversale d'un guide d'onde, cette section transversale est orthogonale à la direction longitudinale du guide d'onde, ou, autrement dit, à la direction de propagation d'un signal optique dans le guide d'onde. [0035] Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sen- siblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. [0036] La figure 1 est une vue en coupe, schématique et partielle, d'un exemple de circuit intégré photonique 1000 du type auquel s'appliquent les modes de réalisation décrits, étant entendu que les modes de réalisation qui vont être décrits ensuite ne se limitent pas à cet exemple particulier de circuit. [0037] Le circuit intégré photonique 1000 comprend divers composants optoélectroniques et/ou optiques, par exemple un modulateur de phase 1, un réseau de couplage 3 et trois guides d'onde 5, 7 et 9. Ces composants sont réalisés à partir d'une couche en silicium 11 de type SOI reposant sur une couche isolante 13, de préférence en oxyde de silicium, disposée sur un support 15 tel qu'un substrat en silicium. Les composants 1, 3, 5, 7 et 9 définis dans et/ou sur la couche 11 reposent sur la couche isolante 13 et sont recouverts d'une couche isolante 17. Les couches 13 et 17 forment ainsi unc gaine optique d'indice de réfraction plus faible que celui du silicium pour ces composants, notamment les guides d'onde. Le niveau supérieur de la couche 17 peut être confondu avec celui de la couche de silicium 11 ou être au-dessus du niveau supérieur de la couche de silicium 11. [0038] Dans l'exemple de la figure 1, les guides d'onde 5, 7 et 9 ont des sections trans- versales de formes différentes. Plus particulièrement, le guide d'onde 9 correspond à une bande de silicium de section transversale rectangulaire, un tel guide d'onde étant de type dépourvu d'ailette ou rectangulaire ("strip"). Les guides d'onde 5 et 7 correspondent chacun à une bande de silicium de section transversale rectangulaire et bordée latéralement sur sa longueur d'ailettes ("slah") en silicium, de tels guides d'onde étant de type à ailettes ("rib"). De préférence, la hauteur ou épaisseur des ailettes est inférieure ou égale à environ la moitié de celle de la bande de silicium. Plus particulièrement, comme c'est le cas du guide d'onde 7 dans cet exemple, lorsque l'épaisseur des ailettes est inférieure à environ un tiers, de préférence inférieure à un tiers, de l'épaisseur de la bande de silicium, les ailettes sont dits fines et le guide d'onde est dit du type à ailettes fines ("deep rib"). La présence d'ailettes le long de la bande d'un guide d'onde permet de réduire les pertes de propagations dans le guide d'onde. Les pertes sont plus faibles avec des ailettes épaisses qu'avec des ailettes fines, en contrepartie d'une diminution du confinement du signal optique dans le guide d'onde, et plus particulièrement dans la bande du guide d'onde. Le confinement est plus faible avec des ailettes épaisses qu'avec des ailettes fines. [0039] Une structure d'interconnexions 19 repose sur la couche 17 pour relier électriquement des composants du circuit entre eux et/ou à des plots de contact 21, par exemple disposés au niveau de la face supérieure de la structure d'interconnexions 19. La structure d'interconnexions 19 comprend des portions 23 de couches métalliques séparées par des couches isolantes 25, et des vias métalliques 27 traversant des couches isolantes 25 pour relier électriquement des portions 23 entre elles et/ou à des composants du circuit intégré et/ou aux plots de contact 21. Chaque niveau de métallisation comprend les portions 23 d'une même couche métallique, étant entendu qu'une couche métallique peut ici correspondre à un empilement de plusieurs couches métalliques, par exemple en des métaux différents. Dans cet exemple, la structure d'interconnexions 19 comprend deux niveaux de métallisation. 6 [0040] Un ou plusieurs guides d'onde en nitrure de silicium, ici deux guides d'onde 29 et 31, sont situés dans la structure d'interconnexions 19, noyés dans les couches isolantes 25, par exemple en oxyde de silicium. De préférence, les guides d'onde 29 et 31 en nitrure de silicium sont disposés dans la couche 25 située entre les composants 1 3 5 7 et 9 (couche 11) et le niveau de métallisation inférieur de la structure d'interconnexions, c'est-à-dire le niveau de métallisation le plus proche de ces composants. [0041] Dans l'exemple de la figure 1, les guides d'onde 29 et 31 ont des sections trans- versales de formes différentes, le guide d'onde 29 étant du type à ailettes fines ("deep rib") et le guide d'onde 31 étant du type dépourvu d'ailette ou rectangulaire ("strip"). Bien que cela ne soit pas représenté ici, le circuit peut également comprendre un ou plusieurs guides d'onde en nitrure de silicium du type à ailettes épaisses ("rib"), noyés dans la même couche 25 que les guides d'onde 29 et 31. [0042] La figure 2 représente schématiquement trois vues A, B et C d'un mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau 200, ici un modulateur. La vue A est une vue de dessus, les vues B et C étant des vues en coupe selon les plans respectifs BB et CC de la vue A. Dans cette figure, au moins certaines couches isolantes dans lesquelles sont noyés des guides d'onde du dispositif n'ont pas été détaillées. A titre d'exemple, on considère ici que le dispositif 200 est adapté au mode fondamental transverse électrique d'un signal optique dont la longueur d'onde est égale à 1310 nm. [0043] Le dispositif 200 comprend un guide d'onde 201 en nitrure de silicium. De préférence, le guide d'onde 201 est situé dans la structure d'interconnexions 19 du circuit de la figure 1, de préférence dans la même couche isolante 25 (non détaillée en figure 2) que les guides d'onde 29 et 31. Dans cet exemple, seul un tronçon longitudinal 203 du guide d'onde 201, c'est-à-dire une partie de la longueur du guide d'onde 201, est représenté, le tronçon 203 étant de préférence rectiligne comme en vue A de la figure 2. [0044] De préférence, le tronçon 203 est du type sans ailette ("strip") et a une section transversale rectangulaire dont les dimensions sont de préférence constantes sur toute la longueur du tronçon 203. De préférence, ces dimensions sont déterminées de manière à limiter les pertes de propagation dans le guide d'onde 201. [0045] A titre d'exemple, pour le mode fondamental transverse électrique du signal considéré ici, le section transversale du tronçon 203 a une hauteur de l'ordre de 600 nm, par exemple égale à 600 nm, pour une largeur de l'ordre de 800 nm, par exemple égale à 800 nm. Dans cet exemple, l'indice optique effectif du mode fondamental transverse électrique du signal est alors sensiblement égal à 1,68, l'indice optique d'un mode optique étant défini comme le rapport de la constante de propagation de ce mode optique sur le vecteur d'onde dans le vide à la longueur d'onde considérée. 7 [0046] Le dispositif 200 comprend en outre un guide d'onde annulaire 205 en silicium, c'est-à-dire un guide d'onde refermé sur lui-même, constituant un anneau résonnant du dispositif 200. Dans cet exemple, le guide d'onde 205 a, en vue de dessus, la forme d'un cercle. [0047] Le guide d'onde 205 est disposé à un niveau inférieur au niveau auquel est disposé le guide d'onde 201. Autrement dit, le niveau supérieur du guide d'onde 205 est inférieur au niveau inférieur du guide d'onde 201. De préférence, le guide d'onde 205 est défini dans la couche de silicium de type SOI 11 du circuit de la figure 1, le guide d'onde 205 reposant alors sur la couche 13 et étant recouvert de la couche isolante 17 (non détaillée en figure 1). [0048] Le guide d'onde 205 comprend une bande 207 de silicium. Le guide d'onde 205 comprend un tronçon 209, c'est-à-dire une partie de la longueur du guide d'onde 205, qui passe sous le tronçon 203 du guide d'onde 201. Autrement dit, comme cela est représenté en vue A, en vue de dessus, le tronçon 209 comprend successivement, dans le sens de sa longueur, une portion amont, une portion intermédiaire (en pointillées en vue A), et une portion avale, la portion intermédiaire étant entièrement disposée sous et en vis-à-vis du tronçon 203 du guide d'onde 201. De préférence, le tronçon 209 est du type sans ailette ("strip"). [0049] Dans le tronçon 209, la section transversale de la bande 207 du guide d'onde 205 augmente à partir d'une section transversale minimale située sous le tronçon 203 du guide d'onde 201. Dans cet exemple, seule la largeur de la section transversale de la bande 207 augmente, sa hauteur étant constante sur toute la longueur du tronçon 209. De préférence, la section transversale minimale de la bande 207 dans le tronçon 209 est située dans le même plan qu'une section transversale du tronçon 203 du guide d'onde 201. Autrement dit, dans le tronçon 209, la section transversale minimale de la bande 207 est située dans un plan orthogonal ou sensiblement orthogonal à la direction longitudinale du tronçon 203 du guide d'onde 201. [0050] Les dimensions de la section transversale minimale de la bande 207 dans le tronçon 209 sont choisies de sorte que, pour le mode optique et le signal auquel le dispositif 200 est adapté, au niveau de la section transversale minimale du tronçon 209 (par exemple dans le plan comprenant cette section transversale minimale), l'indice optique effectif du guide d'onde 205, est de préférence égal, à plus ou moins 0,1 près, à l'indice optique effectif du guide d'onde 201. A titre d'exemple, pour le mode fondamental transverse électrique du signal considéré ici, la largeur de la section transversale minimale est par exemple égale à 190 nm, pour une hauteur de 300 nm, ce qui conespond à un indice optique effectif égal à 1,69 dans le guide d'onde 205. [0051] En outre, la distance d séparant le tronçon 203 du tronçon 209 est suffisamment faible pour qu'un couplage optique puisse s'établir entre les tronçons 203 et 209. A titre 8 d'exemple, la distance d est inférieure à 150 nm, par exemple comprise entre 100 et 150 nm dans cet exemple. [0052] Ainsi, lorsqu'un signal optique adapté au dispositif 200 (dans cet exemple le mode fondamental transverse électrique d'un signal de longueur d'onde 1310 nm) se propage dans le tronçon 203 du guide d'onde 201, une partie de ce signal, c'est-à-dire de la puissance optique de ce signal, passe par couplage évanescent dans le tronçon 209 du guide d'onde 205. [0053] Le couplage entre les tronçons 203 et 209 est dit "directionnel" du fait que moins de 30 %, de préférence moins de 20 %, de la puissance optique du signal passe par couplage du tronçon 203 au tronçon 209. Autrement dit, le coefficient de couplage entre les tronçons 203 et 209 est inférieur 0,3, de préférence inférieur à 0,2. Ce coefficient de couplage peut par exemple être déterminé par simulation, en ouvrant le guide d'onde annulaire 205, et en mesurant la puissance optique fournie par l'extrémité du guide d'onde 205 au niveau de l'ouverture. A titre d'exemple, dans le dispositif 200, le pourcentage de puissance optique du signal qui passe par couplage du tronçon 203 au tronçon 209 est tel qu'il permet de compenser les pertes de propagation dans le guide d'onde 205. [0054] Le dispositif 200 comprend en outre des moyens de modulation de l'indice effectif du guide d'onde 205, de préférence disposés au-delà du tronçon 209. A titre d'exemple, les moyens de modulation correspondent à une diode PN dont la jonction est au moins en partie disposée dans la bande 207 du guide d'onde 205, de préférence au-delà du tronçon 209, ou à une diode PiN dont la région intrinsèque, correspondant ici à la jonction de la diode, est au moins en partie disposée dans la bande 207 du guide d'onde 205, de préférence au-delà du tronçon 209. Ainsi, la longueur d'onde de résonnance de l'anneau 205 est ajustable de sorte à être sélectivement égale ou non à la longueur d'onde du signal se propageant dans le dispositif 200. Le dispositif 200 permet alors de moduler la puissance optique du signal se propageant d'une extrémité à l'autre du tronçon 203 du guide d'onde 201. [0055] Plus particulièrement, dans le mode de réalisation de la figure 2, au-delà du tronçon 209, le guide d'onde 205 est de type à ailettes, dans cet exemple à ailettes fines ("deep rib"), une ailette 211 en silicium bordant le bord latéral interne de la bande 207 et une ailette 213 en silicium bordant le bord latéral externe de la bande 207. L'ailette 211 est dopée d'un premier type de conductivité, par exemple de type N, l'ailette 213 étant dopée du type de conductivité opposé, par exemple de type P. En outre, entre les ailettes 211 et 213, la bande 207 comprend successivement une région 207a dopée du premier type de conductivité, située du côté de l'ailette 211 et en contact avec celle-ci, et une région 207b dopée du deuxième type de conductivité, située du côté de l'ailette 213 et au contact de celle-ci. Les régions 207a et 207b sont en contact l'une de l'autre, 9 formant ainsi une diode PN dont la jonction (en pointillé en vue C) est située dans la bande 207. De préférence, la jonction de la diode est située à environ la même distance de chacun des bords latéraux de la bande 207, cc qui entraîne une meilleure efficacité de modulation. Bien que cela ne soit pas représenté, les ailettes 211 et 213 sont connectées électriquement à deux bornes respectives d'application d'une tension de polarisation la diode PN. La modification de la tension de polarisation de la diode permet de modifier ou moduler l'indice optique effectif du guide d'onde 205, donc sa longueur d'onde de résonance. [0056] De préférence, la transition du tronçon 209 dépourvu d'ailette à un tronçon muni d'ailettes est progressive, par exemple en augmentant progressivement la largeur et/ou l'épaisseur des ailettes à partir du tronçon 209, de sorte que l'indice optique effectif du signal considéré varie progressivement. Comme c'est le cas dans cet exemple, la variation progressive d'indice optique effectif peut également résulter du fait que la section transversale de la bande 207, ici sa largeur, augmente progressivement à partir du tronçon 209 jusqu'à une section transversale maximale, dans cet exemple la section transversale constante de la bande 207 dans un tronçon du guide d'onde 205 disposé au-delà du tronçon 209. De préférence, les dimensions de la section transversale maximale sont déterminées pour minimiser les pertes de propagation pour le signal auquel le dispositif est adapté. A titre d'exemple, pour le signal considéré ici, la section transversale maximale de la bande 207 du guide d'onde 205 a une hauteur ou épaisseur de l'ordre de 300 nm, de préférence 300 nm, et une largeur de l'ordre de 320 nm, de préférence 320 nm. [0057] Dans l'exemple particulier représenté ici où le guide d'onde 205 a la forme d'un cercle, la variation de la section transversale de la bande 207 résulte de préférence du fait que, le long de la portion de la bande 207 à section transversale variable, un des bords interne et externe de la bande suit la forme d'un cercle, l'autre bord suivant la forme d'une ellipse concentrique avec le cercle. De préférence, c'est le bord externe de la bande qui suit la forme d'un cercle, ce qui permet de réduire les pertes de propagation dans le guide d'onde annulaire 205 par rapport au cas où le bord interne de la bande aurait suivi la forme d'un cercle. En effet, une diminution du rayon de courbure du bord externe de la bande provoque des pertes de propagation par radiation plus important que quand le rayon de courbure du bord externe de la bande est constant. [0058] La figure 3 est une vue en coupe illustrant une variante de réalisation du dispositif de la figure 2, et plus particulièrement une variante de réalisation des moyens de modulation de l'indice optique effectif du guide d'onde 205. Ces moyens correspondent ici à une diode PiN. La vue en coupe de la figure 3 correspond à la vue C de la figure 2. [0059] Dans cette variante, le dispositif 200 de la figure 3 diffère de celui de la figure 2 en ce que la bande 207 n'est pas dopée et constitue la région intrinsèque (i) de la diode PiN dont l'anode et la cathode correspondent respectivement aux ailettes 211 et 213 dans l'exemple représenté. [0060] Dans une autre variante non représentée, la bande 207 comprend successivement, entre les ailettes 211 et 213 : - une région dopée du même type de conductivité que l'ailette 211, disposée du côté de l'ailette 211 et en contact avec celle-ci, - une région dopée du même type de conductivité que l'ailette 213, disposée du côté de l'ailette 213 et en contact avec celle-ci, et - une région non dopée ou intrinsèque intercalée entre les deux régions dopées, la région intrinsèque constituant la région intrinsèque de la diode PiN. De préférence, la région intrinsèque est alors située à environ la même distance de chacun des bords latéraux interne et externe de la bande 207. [0061] Dans ces variantes et dans le mode de réalisation de la figure 2, la jonction de la diode PN ou de la diode PiN s'étend de manière sensiblement parallèle, de préférence parallèle, à l'un des bords latéraux interne et externe de la bande 207. [0062] La figure 4 représente trois vues A, B et C illustrant une autre variante de réalisation du dispositif de la figure 2, et plus particulièrement une variante de réalisation des moyens de modulation de l'indice optique effectif du guide d'onde 205. La vue A est une vue de dessus du dispositif 200, les vues B et C étant des vues en coupe selon les plans respectifs BB et CC de la vue A de la figure 4. La vue correspondant au plan de coupe DD de la figure 4 n'a pas été représentée et est identique à la vue B de la figure 2. [0063] Le dispositif 200 de la figure 4 diffère de celui de la figure 2 par la manière dont sont dopées les ailettes 211 et 213 et la bande 207 du guide d'onde 205. Dans cette variante, le guide d'onde 205 comprend, dans le sens de sa longueur et de préférence au-delà du tronçon 209, un tronçon 205c dopé d'un premier type de conductivité, par exemple de type N, et un tronçon 205d dopé du deuxième type de conductivité, par exemple de type P. Les deux tronçons sont en contact l'un avec l'autre de manière à former une diode PN dont la jonction est située en partie dans la bande 207. Plus particulièrement, dans l'exemple représenté, le guide d'onde comprend, dans le sens de sa longueur, une alternance de tronçons 205c et 205d en contact deux à deux (délimités par des traits pointillés en vue A) formant ainsi plusieurs diodes PN. Une tension de polarisation peut être appliquée à chaque diode PN par l'intermédiaire de chaque partie dopée de type P des ailettes 211 et 213, et de chaque partie dopée de type N des ailettes 211 et 213. [0064] Dit autrement, la bande 207 comprend, dans le sens de sa longueur, une première région ou tronçon 207c (vue B) dopée d'un premier type de conductivité, par exemple de type N, et une deuxième région ou tronçon 207d (vue C) dopée d'un deuxième type 11 de conductivité, par exemple de type P, en contact l'une de l'autre, et, plus particulièrement dans l'exemple illustré, une alternance de régions 207e et 207d en contact deux à deux. Chaque région 207e et 207d se prolonge dans une partie contiguë de chaque ailette 211 et 213. [0065] Dans une variante non illustrée du dispositif de la figure 4, seul le bord interne ou le bord externe de la bande 205 est bordée de l'ailette 211 ou 213. De préférence, seul le bord interne de la bande 205 est bordé de l'ailette 213 ce qui permet de réduire les pertes de propagation dans le guide d'onde annulaire 205 par rapport au cas où seul le bord externe est bordé de l'ailette 211 ou par rapport au cas où les bords externe et interne de la bande sont bordés chacun d'une ailette 211 ou 213 correspondante. [0066] Dans une variante de réalisation non illustrée, un tronçon non dopé du guide d'onde 205 est intercalé entre chaque deux tronçons 205e et 205d voisins de sorte que les moyens de modulation correspondent à une diode PiN plutôt qu'à une diode PN. Dit autrement, chaque région 207e est séparée de sa ou ses régions 207d voisines par une région non dopée de la bande 207. [0067] La figure 5 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à ré- sonateur en anneau 300. La figure 5 est une vue de dessus du dispositif 300. Seules les différences entre le dispositif 300 et le dispositif 200 de la figure 2 sont détaillées. [0068] Par rapport au dispositif 200, le dispositif 300 comprend un autre guide d'onde 301 en nitrure de silicium. Le guide d'onde 301 est situé au même niveau que le guide d'onde 201, par exemple dans la structure d'interconnexions 19 du circuit de la figure 1, de préférence dans la même couche isolante 25 que les guides d'onde 29 et 31. Dans cet exemple, seul un tronçon 303 du guide d'onde 301 est représenté, le tronçon 303 étant de préférence rectiligne et parallèle au tronçon 203 du guide d'onde 201. De préférence, le tronçon 303 est du type sans ailette ("strip") et a une section transversale rectangulaire dont les dimensions sont de préférence constantes sur toute sa longueur. De préférence, ces dimensions sont déterminées de manière à limiter les pertes de propagation dans le guide d'onde 201 et sont de préférence égales ou sensiblement égales à celles de la section transversale du tronçon 203 du guide d'onde 201. [0069] Dans ce mode de réalisation, le guide d'onde 205 comprend un tronçon 309, de préférence du type sans ailette ("strip"), passant sous le tronçon 303 du guide d'onde 301. Dans le tronçon 309, la section transversale de la bande 207 augmente à partir d'une section transversale minimale située sous le tronçon 303 du guide d'onde 301. Les dimensions la section transversale minimale de la bande 207 dans le tronçon 309 sont déterminées de la même façon que les dimensions de la section transversale minimale de la bande 207 dans le tronçon 209, ces deux sections transversales minimales ayant de préférence les mêmes dimensions. En outre, la disposition de la section transversale minimale de la bande 207 dans le tronçon 309 par rapport au guide 12 d'onde 301 est identique à la disposition de la section transversale minimale de la bande 207 dans le tronçon 209 par rapport au guide d'onde 201. [0070] Par ailleurs, dans le mode de réalisation de la figure 5, de préférence entre les tronçons 209 et 309, le guide d'onde 205 est de type à ailettes, les moyens de modulation de l'indice optique effectif du guide d'onde 205 étant alors prévus dans un tronçon du guide d'onde 205 muni des ailettes. [0071] En fonctionnement, lorsqu'un signal adapté est injecté à une extrémité du tronçon 203 du guide d'onde 201 (dans cet exemple à gauche en figure 5), si les moyens de modulation de l'indice effectif du guide d'onde 205 sont commandés de sorte que sa longueur d'onde de résonnance soit égale à la longueur d'onde du signal, un signal correspondant au signal injecté est disponible à une extrémité du tronçon 303 du guide d'onde 301 ( dans cet exemple à gauche en figure 5). En revanche, si les moyens de modulation de l'indice effectif du guide d'onde 205 sont commandés de sorte que sa longueur d'onde de résonnance soit différente de la longueur d'onde du signal, un signal correspondant au signal injecté est disponible à l'autre extrémité du tronçon 203 du guide d'onde 201 (dans cet exemple à droite en figure 5). [0072] Le dispositif 300 constitue donc un commutateur permettant de transmettre un signal injecté à une extrémité du tronçon 209 vers l'autre extrémité du tronçon ou vers une extrémité du tronçon 309 du guide d'onde 301. [0073] Les variantes de réalisation décrites en relation avec les figures 2 à 4 s'appliquent au mode de réalisation de la figure 5. [0074] La figure 6 représente deux vues A et B illustrant un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à résonateur en anneau 400. Seules les différences entre le dispositif 400 et le dispositif 200 de la figure 2 sont détaillées. [0075] Par rapport au dispositif 200, le dispositif 400 comprend un autre guide d'onde 401 en silicium. Le guide d'onde 401 est situé au même niveau que le guide d'onde 205. Dans cet exemple, seul un tronçon longitudinal du guide d'onde 401 est représenté, le tronçon étant de préférence rectiligne et sa direction longitudinale étant de préférence parallèle à celle du tronçon 203 du guide d'onde 201. Le guide d'onde 401 comprend une bande de silicium 407 dont la section transversale est de préférence constante, par exemple déterminée de manière à minimiser les pertes de propagation dans le guide d'onde 401. Ce tronçon du guide d'onde 401 est disposé à une distance du guide d'onde 205 suffisamment faible pour coupler optiquement les guides d'onde 205 et 401. De préférence, les moyens de modulation de l'indice optique effectif du guide d'onde 205 sont prévus au-delà du tronçon du guide d'onde 205 qui est couplé optiquement au guide d'onde 401. [0076] Dans cet exemple, le guide d'onde 401 est du type à ailettes, de préférence à ailettes fines, et chaque bord latéral de la bande 407 est bordé par une ailette 410 en silicium. 13 L'ailette 410 du côté du guide d'onde 205 peut avoir une portion commune avec l'ailette 213 comme cela est représenté en vue B de la figure 6, l'ailette 213 étant de préférence non dopée au niveau de cette portion commune. [0077] Dans une variante de réalisation non représentée, le guide d'onde 401 est du type sans ailette, l'ailette 213 pouvant être interrompue au niveau d'une portion de la bande 407 couplée optiquement avec le guide d'onde 205. [0078] Le fonctionnement du dispositif ou commutateur 400 est similaire à celui du dispositif 300. [0079] Les variantes de réalisation décrites en relation avec les figures 2 à 4 s'appliquent au mode de réalisation et à la variante de réalisation décrits ci-dessus en relation avec la figure 6. [0080] La figure 7 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif électro-optique à ré- sonateur en anneau 500, la figure 7 étant une vue de dessus du dispositif. Seules les différences entre le dispositif 500 et le dispositif 400 sont détaillées. [0081] Par rapport au dispositif 400, le guide d'onde 401 du dispositif 500 est annulaire et constitue un deuxième anneau résonnant du dispositif 500. Le guide d'onde 401 est similaire, voire identique, au guide d'onde 205 et est de préférence muni des mêmes moyens de modulation que le guide d'onde 205. [0082] Le dispositif 500 comprend en outre un guide d'onde 501 en nitrure de silicium, similaire ou identique au guide d'onde 201, dont seul un tronçon 503 est représenté en figure 7. De préférence, le tronçon 503 est rectiligne et parallèle au tronçon 203. Le guide d'onde 401 comprend un tronçon 409 passant sous le tronçon 503, de manière similaire à ce qui a été décrit pour les tronçons 209 et 203. Dans le tronçon 409, la section transversale de la bande 407 du guide d'onde 401 augmente à partir d'une section transversale minimale située sous le tronçon 503 du guide d'onde 501, de manière similaire à ce qui a été décrit précédemment pour les tronçons 203 et 209. [0083] Le fonctionnement du dispositif ou commutateur 500 est similaire à ceux des dis- positifs 300 et 400. Toutefois, du fait que le dispositif 500 comprend deux anneaux résonnants couplés l'un à l'autre, sa bande passante et l'atténuation d'un signal hors de la bande passante sont plus grandes que dans le cas d'un dispositif à un seul anneau résonnant, par exemple les dispositifs 300 et 400. [0084] Dans une variante de réalisation non représentée, le guide d'onde 501 est en silicium, par exemple similaire ou identique au guide d'onde 401 décrit en relation avec la figure 6, et est couplé optiquement au guide d'onde annulaire 401 de la même façon que cela a été décrit pour les guides d'onde 205 et 401 de la figure 6. Dans cette variante, la bande 407 du guide d'onde annulaire 401 a de préférence une section transversale constante, par exemple déterminée pour minimiser les pertes de propagation dans le guide d'onde 401, de préférence égale à la section transversale constante du guide 14 d'onde 401 décrit en relation avec la figure 6. [0085] En outre, les variantes décrites en relation avec les figures 2 à 5 s'appliquent au mode de réalisation et à la variante de réalisation décrits ci-dessus en relation avec la figure 7. [0086] La figure 8 est une vue de dessus très schématique illustrant un exemple d'un dispositif 600 comprenant deux dispositifs 200. Dans cette figure les ailettes des guides d'onde 205 et les moyens de modulation de l'indice optique effectif de ces guides d'onde 205 n'ont pas été représentés, ces moyens pouvant correspondre à ceux décrits en relation avec l'une quelconque des figures 2 à 5. [0087] Dans le dispositif 600, les dispositifs 200 partagent le même guide d'onde 201. En outre, pour un signal à une longueur d'onde donnée, par exemple environ 1310 nm, de préférence 1310 nm, le guide d'onde 201, et plus particulièrement les dimensions de sa section transversale, ici constante, sont configurés pour que l'indice optique effectif du mode fondamental transverse électrique et du mode fondamental transverse magnétique du signal soit sensiblement égaux, par exemple égaux à environ 1,68 dans cet exemple. [0088] Le premier dispositif 200 est adapté au mode fondamental transverse électrique du signal. Autrement dit, dans le premier dispositif, la section transversale minimale de la bande 207 disposée sous le guide d'onde 201 a des dimensions telles que, dans le plan comprenant cette section transversale minimale, l'indice optique effectif du mode fondamental transverse électrique du signal est identique, à 0,1 près, dans le guide d'onde 205 du premier dispositif et dans le guide d'onde 201. En outre, le deuxième dispositif 200 est adapté au mode fondamental transverse magnétique du signal. Autrement dit, dans le deuxième dispositif, la section transversale minimale de la bande 207 disposée sous le guide d'onde 201 a des dimensions telles que, dans le plan comprenant cette section transversale minimale, l'indice optique effectif du mode fondamental transverse magnétique du signal est identique, à 0,1 près, dans le guide d'onde 205 du deuxième dispositif et dans le guide d'onde 201. Autrement dit, le guide d'onde 205 du premier dispositif 200 est adapté au mode fondamental transverse électrique du signal, le guide d'onde 205 du deuxième dispositif 200 étant adapté au mode fondamental transverse magnétique du signal, et le guide d'onde 201 commun aux deux dispositifs 200 étant adapté au mode fondamental transverse électrique et au mode fondamental transverse magnétique du signal. La section transversale minimale du guide d'onde 205 du premier dispositif 200 est alors différente de celle du guide d'onde 205 du deuxième dispositif 200. [0089] Ainsi, lorsque les modes fondamentaux transverse magnétique et transverse électrique d'un signal sont injectés dans le guide d'onde 201, chacun des modes transverse électrique et transverse magnétique est modulé de manière indépendante par rapport à l'autre mode, au moyen du dispositif 200 adapté à ce mode. [0090] Les différents modes de réalisation et les différentes variantes de réalisation décrits en relation avec les figures 2 à 7 s'appliquent au mode de réalisation de la figure 8. [0091] Pour moduler un signal se propageant dans un guide d'onde en nitrure de silicium à l'aide d'un anneau résonant en silicium, on aurait pu penser utiliser un guide d'onde supplémentaire en silicium comprenant une partie amont couplée au guide d'onde en nitrure pour transmettre le signal à moduler du guide d'onde en nitrure vers le guide d'onde supplémentaire en silicium, une partie intermédiaire couplée de manière usuelle à l'anneau résonant en silicium pour moduler le signal, et une partie avale couplée au guide d'onde en nitrure pour transmettre le signal modulé du guide d'onde supplémentaire en silicium vers le guide d'onde en nitrure. Toutefois, il aurait alors fallu un coefficient de couplage égal à 1 ou presque entre le guide d'onde en nitrure et chacune des portions amont et avale du guide d'onde supplémentaire en silicium. La distance sur laquelle le guide d'onde en nitrure et la portion avale ou amont auraient été couplés aurait alors été supérieure à environ 100 Fim, conduisant à un dispositif beaucoup plus encombrant que les dispositifs des modes de réalisations et des variantes décrits ci-dessus dans lesquels le guide d'onde en nitrure est directement couplé au guide d'onde annulaire en silicium. Cela est rendu possible notamment du fait qu'un coefficient de couplage inférieur à 0,3 entre les guides d'onde 201 et 205 suffit. [0092] Pour moduler un signal se propageant dans un guide d'onde en nitrure de silicium à l'aide d'un anneau résonant en silicium, on aurait pu penser utiliser un guide d'onde annulaire en silicium a section transversale constante sur toute sa longueur, en prévoyant que cette section transversale constante ait des dimensions telles que l'indice optique des guides d'onde en silicium et en nitrure soit égaux à 0,1 près pour le mode optique considéré. Autrement dit, les dimensions la section transversale constante du guide d'onde annulaire en silicium auraient été celles des sections transversales minimales décrites ci-dessus. Toutefois, les pertes par propagation dans le guide d'onde en silicium annulaire à section constante auraient alors été supérieures aux pertes par propagation dans les guides d'onde en silicium annulaires des dispositifs décrits ci-dessus. [0093] Par ailleurs, dans les modes de réalisation ci-dessus, plutôt que de faire varier la section transversale du guide d'onde en silicium pour obtenir une correspondance d'indices optiques effectifs entre les guides d'onde 205 et 201, on aurait pu penser faire varier la section transversale du tronçon 203 du guide d'onde 201, la section transversale du tronçon 209 du guide d'onde 205 restant sensiblement constante et étant par exemple déterminée pour minimiser les pertes de propagation. Toutefois, le tronçon 203 aurait alors eu des dimensions telles que des modes optiques d'ordres supérieurs auraient pu se propager et être guidés dans le guide d'onde 201, ce qui n'est 16 pas souhaitable. [0094] Les dispositifs des modes de réalisation et des variantes décrits ci-dessus permettent l'utilisation de guides d'onde en silicium disposés à un premier niveau, et de guides d'onde en nitrure de silicium disposés à un deuxième niveau, ce qui permet le croisement de guides d'onde sur des niveaux différents. [0095] Des dispositifs électro-optiques à anneau résonant du type de ceux décrits en relation avec les figures 1 à 7 peuvent être prévus dans de nombreux dispositifs électrooptiques, par exemple des commutateurs, des multiplexeurs et des démultiplexeurs optiques. En particulier, des dispositifs du type de ceux décrits en relation avec les figures 5 à 7 peuvent être prévus dans des commutateurs comprenant plusieurs résonateurs en anneau optiquemcnt reliés les uns aux autres par des guides d'onde. Dans ce cas, du fait que des guides d'onde en silicium et des guides d'onde en nitrure des dispositifs décrits sont à des niveaux différents, en particulier lorsqu'ils se croisent, les commutateurs réalisés avec ces dispositifs sont plus simples à concevoir et, plus compacts. [0096] Bien que l'on ait considéré dans la description ci-dessus le cas de dispositifs adaptés à des signaux de longueur d'onde environ égale à 1310 nm, et plus particulièrement au mode fondamental transverse électrique de ces signaux, ces dispositifs peuvent être adaptés à d'autres longueurs d'onde et/ou à d'autres modes optiques en modifiant les dimensions des sections transversales des guides d'onde en fonction de la longueur d'onde et du mode optique du signal considéré. A titre d'exemple, les dispositifs décrits peuvent être adapté à un signal optique dont la ou les longueurs d'onde sont comprises dans le domaine du proche infra-rouge, et sont par exemple comprises entre 1 et 2 pm, de préférence égales à environ 1,3 pm ou environ 1,55 pm, par exemple à 1,3 !ATI ou 1,55 pm, et/ou dont le mode optique est le mode fondamental transverse magnétique. [0097] Par ailleurs, bien que l'on ait décrit des modes de réalisation et des variantes dans lesquels les moyens de modulation de l'indice optique effectif du ou des guides d'onde annulaires en silicium correspondent à une diode PN ou ou une diode PiN, d'autres moyens de modulation peuvent être envisagés. Par exemple, une hétéro-structure polarisable comprenant un ou plusieurs puits quantiques situés dans le guide d'onde annulaire peut être utilisée en lieu et place des diodes. [0098] De plus, bien que l'on ait décrit des guides annulaires en silicium ayant, en vue de dessus, une forme circulaire, d'autres formes de guides annulaires peuvent être prévues. Par exemple, le ou les guides d'onde annulaires en silicium peuvent chacun avoir la forme d'un ovale ou d'une piste d'athlétisme, c'est-à-dire deux demi-cercles connectés l'un à l'autre par deux portions rectilignes et parallèles du guide d'onde annulaire. Dans ce dernier cas, une section transversale minimale du guide d'onde annulaire en silicium peut être prévue, sous un guide d'onde en nitrure, au niveau d'une portion rectiligne ou 17 courbe du guide d'onde annulaire en forme de piste d'athlétisme. [0099] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L'homme de l'art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaitront à l'homme de l'art. [0100] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus. En particulier, les dimensions des sections transversales des guides d'onde décrits en relation avec les figures 1 à 8 peuvent être déterminées par l'homme du métier, notamment à l'aide d'outils de simulation tel que l'outil désigné par l'appellation Lumerical. 18 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7]