INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
La illustre des signaux générés par l’anneau en réponse à deux pressions successives sur les capteurs de l’anneau ;
La représente des signaux générés par l’anneau en réponse à des serrages long et court de l’anneau ;
La illustre des signaux générés par l’anneau lors d’actions de rotation de sens opposés ;
La est une représentation de signaux générés par l’anneau lors d’une action de rotation ;
La illustre des signaux générés par l’anneau en réponse à une frappe d’un doigt portant l’anneau sur une table ;
La illustre des signaux générés par l’anneau en réponse à une frappe de l’anneau sur une table ;
La représente des signaux générés par l’anneau en réponse à des tapes au niveau des capteurs ;
La représente un premier et un second bloc d’un algorithme d’utilisation de l’anneau ;
La illustre la localisation d’un point sur l’anneau ;
La représente un troisième bloc de l’algorithme d’utilisation de l’anneau ;
La représente un quatrième bloc de l’algorithme d’utilisation de l’anneau ; et
La représente des variations dans la structure de l’ensemble de capteur de la .
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION Un mode de réalisation de la présente invention est décrit au moyens des figures 1 à 19 et des passages associés ci-dessous. Les figures 1 à 4 et 19 donnent des informations sur la structure, l’usage et le principe de fonctionnement de l’anneau d’interaction homme-machine. Les figures 5 à 18 détaillent les traitements des signaux générés par les capteurs de déformation à la suite d’une manipulation de l’anneau par un utilisateur.
La illustre un système selon l’invention comprenant un dispositif 1 électro-optique tel que décrit précédemment et un détecteur 2 supraconducteur à base de nitrure de niobium NbN, sur un même substrat 10 à base de silicium. Ainsi, il est possible de prévoir dans une deuxième ouverture de la couche de masquage, une formation par épitaxie d’une deuxième portion 30b LNO puis une épitaxie de structures 6 NbN sur LNO ou NbN/AlN/LNO. Cela permet d’envisager la co-intégration de différents dispositifs 1, 2, en partie formés par les mêmes croissances localisées dans différentes ouvertures. Les portions LNO permettent avantageusement d’épitaxier des matériaux supraconducteurs à base de nitrure de métal de transition, tels que NbN ou TiN, ou NbTiN ou autres. Les portions LNO forment typiquement une couche de nucléation pour ces matériaux supraconducteurs. Leurs paramètres de maille sont proches et leur différence de coefficient de dilation thermique est faible. Les formations des différentes couches et portions peuvent avantageusement être effectuées successivement par épitaxie. Le coût global du procédé de fabrication d’un système comprenant un dispositif 1 électro-optique et un détecteur 2 supraconducteur est diminué.
De ce qui précède, il apparaît clairement que la présente invention permet avantageusement de former des portions localisées de couches minces LNO de bonne qualité cristalline sur des substrats à base de silicium comprenant une couche de nucléation en un matériau réfractaire à base de nitrure, typiquement à base de matériaux III-N. Ces portions LNO localisées sont avantageusement directement intégrables dans des dispositifs électro-optiques ou quantiques. D’autres applications peuvent être envisagées. L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits.
dispositif photonique intégré comprenant une couche électro-optique et procédé de fabrication de ce dispositif DOMAINE DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif photonique intégré comprenant une couche électro-optique. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un tel dispositif.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Les matériaux électro-optiques, sont des matériaux dont les propriétés optiques sont modifiées par l’application d’une grandeur électrique. Il peut s’agir de matériaux développant l'effet Pockels, tels que le niobate de lithium (LNO) ou le titanate de baryum (BTO). Ces matériaux sont des matériaux prometteurs pour, notamment, la réalisation de modulateurs optiques intégrés à ultra haute vitesse et à faibles pertes. On pourra à ce sujet se référer au document WO2021202853 ou à celui de F. Eltes et al, "Thin-film BTO-based modulators enabling 200 Gb/s data rates with sub 1 Vpp drive signal," in Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2023 , Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2023), paper Th4A.2.
Le document de Shayan Mookherjea, Viphretuo Mere, Forrest Valdez; Thin-film lithium niobate electro-optic modulators: To etch or not to etch. Appl . Phys. Lett . 20 March 2023; 122 (12): 120501 présente plusieurs approches visant à former des modulateurs à partir d’un matériau électro-optique en couche mince. Ces approches mettent en œuvre la gravure du matériau électro-optique pour former le guide d’ondes dans la couche mince elle-même et/ou la formation par dépôt et structuration d’un guide d’ondes sur le matériau électro-optique et/ou le collage de la couche mince en matériau électro-optique sur un substrat support incorporant déjà un guide d'ondes. Dans tous les cas, on cherche à développer un rayonnement lumineux, i.e. un mode optique, se propageant au moins en partie dans le matériau électro-optique, en vue de modifier une caractéristique de ce rayonnement lumineux par l’intermédiaire d’un champ électrique appliqué au matériau. Chacune des approches évoquées par le document précité pose des problèmes technologiques d’intégration ou de performances.
A titre d’exemple, la gravure des matériaux électro-optiques génère des particules des composites gravés ce qui rend difficile son intégration dans un procédé industriel de la microélectronique à base de silicium (dite « technologie CMOS »). Cette gravure conduit également à former les parois latérales des guides d'ondes non verticales, ce qui affecte leurs performances.
Dans l’approche par collage, on reporte la couche mince en matériau électro-optique sur un substrat support incorporant des guides d'ondes, à base de silicium et/ou à base de nitrure de silicium, disposés dans un matériau d’encapsulation, par exemple en dioxyde de silicium. Cette approche requiert une très bonne uniformité de l’épaisseur de la couche en matériau d’encapsulation séparant la couche mince en matériau électro-optique du guide d’onde. Cette uniformité est difficile à obtenir du fait de la topologie de surface liée à la présence des composants photoniques, tel que le guide d’ondes et/ou les pistes métalliques, dans le substrat support. Cette topologie est d’autant plus importante que l’on formé un empilement conséquent d’éléments dans la couche de composant, notamment des pistes métalliques.
Cette question d’uniformité est documentée et quantifiée dans le document de Peter O. Weigel et al, "Bonded thin film lithium niobate modulator on a silicon photonics platform exceeding 100 GHz 3-dB electrical modulation bandwidth" Opt. Express 26, 23728-23739 (2018). Dans ce document, l’épaisseur de la couche en matériau d’encapsulation planarisée, entre le guide d’ondes à base de silicium et le film en niobate de lithium, varie avec une amplitude de 150 nm sur l’étendue du substrat de 150mm. Cette non-uniformité d’épaisseur donne lieu à des variations en bande passante du modulateur (de 50 à 250 GHz), et d’efficacité de modulation (de 6 à 8 V.cm) du fait des variations de confinement du mode optique dans le guide hybride. Une couche planarisée d’épaisseur plus fine confinera le mode davantage dans le guide d’ondes à base de silicium, donnant lieu à une efficacité de modulation réduite.
Le document de F. Eltes et al., « A BaTiO3-Based Electro-Optic Pockels Modulator Monolithically Integrated on an Advanced Silicon Photonics Platform, » in Journal of Lightwave Technology, vol. 37, no. 5, pp. 1456-1462, 1 March1, 2019, doi : 10.1109/JLT.2019.2893500 propose un schéma d’intégration monolithique de modulateurs électro-optiques à base de titanate de baryum. Le film mince de ce matériau est rapporté sur le dispositif photonique intégré en fin du procédé d’intégration (« back end of the line » selon la terminologie anglo-saxonne employée dans le domaine), après la réalisation des lignes métalliques d’interconnexion (niveaux de métaux). Cela conduit à disposer le modulateur à une distance relativement importante (de plusieurs micromètres) des autres composants photoniques, qui sont quant à eux disposés sous les lignes métalliques d’interconnexion et distants de ceux-ci, afin d’éviter ou pour le moins limiter les pertes optiques. Cependant dans le schéma d’intégration proposé par ce document, la couche électro-optique est très éloignée des guides d’ondes si bien que le couplage optique nécessaire entre ces composants et le modulateur est de faible performance.
Une approche similaire, et présentant les mêmes limitations, est proposée dans le document de Nicholas Boynton et al, « A heterogeneously integrated silicon photonic/lithium niobate travelling wave electro-optic modulator, » Opt. Express 28, 1868-1884 (2020).
D’une manière générale on cherche à disposer au plus proche l’un de l’autre la couche en matériau électro-optique d’un guide d’ondes afin de permettre un couplage optique efficace entre ces deux éléments. On favorise ainsi le confinement du mode optique dans la couche électro-optique, ce qui assure une meilleure efficacité de modulation. Les électrodes permettant d’appliquer un champ électrique de modulation à la couche en matériaux électro-optique doivent également être placées au plus proche de cette couche pour les mêmes raisons d’efficacité de la modulation. Ce besoin de compacité et notamment la présence des électrodes métalliques à proximité du guide d’ondes entraine des pertes optiques élevées. Il est donc souvent nécessaire dans les schémas connus d’intégration de trouver un compromis entre l’efficacité de l’application du champ de modulation et les pertes optiques.
OBJET DE L’INVENTION Un but de l’invention est de remédier, au moins en partie, aux problèmes qui viennent d’être présentés. Plus particulièrement, un but de l’invention est de proposer un schéma d’intégration d’une couche électro-optique dans un dispositif photonique intégré permettant de disposer d’un meilleur compromis pertes optiques versus efficacité de modulation que dans les solutions connues.
BREVE DESCRIPTION DE L’INVENTION En vue de la réalisation de l’un de ces buts, l’objet de l’invention propose Procédé de préparation d’un dispositif photonique comprenant les étapes suivantes : fournir un substrat de départ comprenant un substrat de base, une couche diélectrique enterrée disposée sur et en contact avec le substrat de base et une couche superficielle présentant un indice de réfraction supérieure à l’indice de réfraction de la couche diélectrique enterrée disposée sur et en contact avec la couche diélectrique enterrée; traiter le substrat de départ pour former une couche de composants photoniques, les composants photoniques étant dans un matériau de recouvrement et comprenant au moins un guide d’ondes formé dans la couche superficielle ; reporter la couche de composants photoniques sur un substrat support et éliminer le substrat de base pour exposer la couche diélectrique enterrée; reporter une couche électro-optique sur une partie au moins de la couche diélectrique enterrée, la couche électro-optique présentant une première surface en contact avec la couche diélectrique enterrée et une seconde surface opposée à la première, la couche électro-optique s’étendant au moins en partie au-dessus du guide d’ondes afin de pouvoir développer un mode optique hybride dans le guide d’ondes et dans la couche électro-optique ; former au moins deux électrodes disposées latéralement de part et d’autre du guide d’ondes afin de pouvoir développer un champ électrique de modulation interceptant le mode optique hybride.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : la couche superficielle est formée d’un matériau semi-conducteur ; l’étape de formation des électrodes comprend le dépôt d’une couche d’encapsulation en contact avec la seconde face de la couche électro-optique et/ou en contact avec la couche diélectrique enterrée ; l’étape de formation des électrodes comprend le dépôt de plots métalliques au-dessus de la seconde face de la couche électro-optique et/ou au-dessus de la couche diélectrique enterrée ; l’étape de formation des électrodes comprend la formation d’au moins deux vias métalliques ; l’étape de traitement du substrat de départ comprend la formation d’au moins deux plots dopés dans la couche superficielle semi-conductrice, les deux plots dopés (6) étant disposés latéralement de part et d’autre du guide d’ondes ; l’étape de traitement du substrat de départ comprend la formation d’au moins deux pistes métalliques dans la couche de composants photoniques.
Selon un autre aspect, l’invention propose Dispositif photonique comprenant : un substrat support ; une couche de composants photoniques disposée sur et en contact avec le substrat support et comprenant au moins un guide d’ondes disposé dans un matériau de recouvrement; une couche diélectrique enterrée disposée sur la couche de composants photoniques, en contact avec le guide d'ondes; une couche électro-optique sur la couche diélectrique enterrée, la couche électro-optique présentant une première surface en contact avec la couche diélectrique enterrée et une seconde surface, opposée à la première, s'étendant au moins en partie au-dessus du guide d'ondes afin de pouvoir développer un mode optique hybride dans le guide d’ondes et dans la couche électro-optique ; au moins deux électrodes disposées latéralement de part et d’autre du guide d’ondes afin de développer un champ électrique de modulation interceptant le mode optique hybride.
Selon d’autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l’invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : la couche diélectrique enterrée présente une épaisseur inférieure à 300nm, préférentiellement inférieure à 100 nm et/ou présente une uniformité d’épaisseur inférieure ou égale à 50 nm ; le guide d’ondes est formé d’un matériau semi-conducteur, de préférence formé de silicium, ou de nitrure de silicium ; le guide d’onde s’étend longitudinalement de part et d’autre de la couche électro-optique, le guide d’onde présentant une épaisseur plus réduite au droit de la couche électro-optique que dans le reste du guide d’ondes ; le dispositif comprend une couche d’encapsulation en contact avec la seconde face de la couche électro-optique et/ou en contact avec la couche diélectrique enterrée ; les aux moins deux électrodes comprennent respectivement deux plots métalliques disposés au-dessus de la couche électro-optique et/ou au-dessus de la couche diélectrique enterrée ; les aux moins deux électrodes comprennent au moins deux vias métalliques ; les aux moins deux électrodes comprennent respectivement au moins deux plots formés d’un matériau semiconducteur dopé et disposés dans la couche de composants photoniques, les deux plots dopés étant disposés latéralement de part et d’autre du guide d’ondes ; les aux moins deux électrodes comprennent respectivement deux pistes métalliques disposés dans la couche de composants photoniques, les pistes métalliques étant situés dans des plans placés entre le guide d’onde (2a) et le substrat support ; le dispositif photonique comprend deux guides d’ondes disposés au moins en partie sous la couche électro-optique, les deux guides d’ondes formant les deux bras d’un modulateur.
Dans ce mode de réalisation, le procédé de préparation comprend une étape de mise en forme du mélange obtenu sous forme de granulés ou de poudre. Lorsque le mélange est mis sous forme de poudre, il est de préférence d’abord mis sous forme de granulés ou d’écailles puis les granulés ou les écailles sont broyés en poudre. Tout type de broyeur peut être utilisé, tel qu’un broyeur à marteaux, un broyeur à broches, un broyeur à disques d'attrition ou un broyeur classificateur à impact.
Ce deuxième mode de réalisation concernant le procédé n’est pas préféré étant donné qu’il pose des risques sanitaires (inhalation notamment) du fait de la faible taille des particules de graphène.
De préférence, la composition selon l’invention n’est pas obtenue par polymérisation du polyamide en présence de graphène. En effet, un tel procédé nécessite des quantités importantes de solvant et n’est donc pas préférée pour des questions environnementales et économiques. De plus, l’utilisation de graphène dans le réacteur de polymérisation pollue ledit réacteur.
Structure monocouche ou multicouche La présente invention concerne également des structure monocouche ou multicouche dans laquelle la couche dans le cas de la structure monocouche ou au moins l’une des couches dans le cas de la structure multicouche est formée en tout ou partie à partir de la composition selon l’invention, de préférence est constituée de la composition selon l’invention.
Les structures selon la présente invention sont de préférence destinées au transport, stockage et /ou distribution de fluide, notamment de fluide pour véhicule de transport, notamment véhicule à moteur et autres véhicules de transport de type train, camion, métro, etc.
L’expression « véhicule à moteur » signifie tout véhicule à moteur thermique, électrique ou
hybride équipé de roues ou chenilles à l’exclusion d’un véhicule volant.
Il est par exemple choisi parmi un vélo électrique, un cyclomoteur, une motocyclette, un sidecar, une voiture, une camionnette, un tracteur, un camion, un autobus, un autocar, une motoneige, une autochenille, un bulldozer, une dameuse et un char d’assaut. En particulier, il est choisi parmi une voiture, une camionnette, un camion, un autobus et un autocar.
Les structures monocouche ou multicouche de la présente invention peuvent être des réservoirs, tuyau (ou tube), liner. Dans toute la description, le terme « tube » ou « tuyau » peut être utilisé et désigne la même chose.
Dans un mode de réalisation, la présente invention concerne des structures monocouches ou multicouches de type réservoir, pour le stockage de fluide, comprenant au moins une couche obtenue avec la composition de l’invention, de préférence dont au moins une couche est constituée de la composition selon l’invention.
Dans un autre mode de réalisation, la présente invention concerne des structures tubulaires monocouches ou multicouches (MLT) destinées au transport et à la distribution de fluide, comprenant au moins une couche obtenue avec la composition de l’invention, de préférence comprenant au moins une couche constituée de la composition de l’invention.
De préférence, les structures multicouches comprennent au moins une autre couche, de préférence comprenant un polyamide.
Les structures multicouches selon la présente invention (MLT ou réservoir) comprennent au moins une couche obtenue avec la composition de l’invention, de préférence une couche constituée de la composition selon l’invention, de préférence cette couche est la couche la plus interne (en contact avec le fluide), et une ou plusieurs autres couches par exemple choisies dans le groupe constitué par les couches de renfort (notamment couche composite), les couches d’étanchéité (couche barrière), les couches de résistance chimique, des couches de tenue à l’éclatement, etc. Ces structures multicouches sont bien connues de l’homme du métier.
Le terme « fluide » désigne un gaz, notamment utilisé dans l’automobile, ou un liquide, notamment utilisés dans le domaine de l’automobile. Des exemples de liquides sont notamment une huile, un liquide de frein, une solution d'urée, un liquide de refroidissement à base de glycol, des carburants, notamment les carburants notamment essence, diesel, GPLde la bio-essence ou du bio-diesel, en particulier de l’essence et plus particulièrement de l’essence alcoolisée. Le fluide selon l’invention peut également être de l’hydrogène.
Dans un mode de réalisation préféré, l’air, l’azote et l’oxygène sont exclus de la définition dudit fluide.
illustre schématiquement un premier exemple d’un algorithme de tentative de correction du fonctionnement de l’ONU pour que celui-ci émette son signal de transmission uniquement durant un intervalle de temps qui lui est dédié ;
illustre schématiquement un second exemple d’un algorithme de tentative de correction du fonctionnement de l’ONU pour que celui-ci émette son signal de transmission uniquement durant un intervalle de temps qui lui est dédié ;
illustre schématiquement un troisième exemple d’un algorithme de tentative de correction du fonctionnement de l’ONU pour que celui-ci émette son signal de transmission uniquement durant un intervalle de temps qui lui est dédié ;
illustre schématiquement un exemple d’un algorithme exécuté lorsque les tentatives de correction du fonctionnement de l’ONU ont échoué.
La illustre schématiquement un agencement de réseau optique d’accès, de type PON, dans lequel un ou des modes de réalisations peuvent être implémentés.
Le réseau optique d’accès comporte un équipement de terminaison de ligne optique OLT 40 G-PON tel que conforme à la norme ITU-T G.984 et un équipement de terminaison de ligne optique OLT 41 XGS-PON tel que conforme à la norme ITU-T G.9807.1.
L’équipement de terminaison de ligne optique OLT 40 G-PON émet un signal optique ayant une longueur d’onde λ2, reçoit un signal optique ayant une longueur d’onde λ1.
L’équipement de terminaison de ligne optique OLT 41 XGS-PON émet un signal optique ayant une longueur d’onde λ4, reçoit un signal optique ayant une longueur d’onde λ3.
Le réseau optique d’accès comporte par exemple N unités de réseau optique ONU sur la . Dans un exemple d’un des modes de réalisation, un ONU peut être compris dans une passerelle internet. Dans un autre exemple d’un des modes de réalisation, un ONU est un dispositif individuel ou autonome. Ce dispositif individuel peut s’associer ou coopérer avec une passerelle internet, telle qu’une passerelle internet résidentielle, ou peut coopérer avec un autre dispositif d’un réseau afin d’y distribuer les données reçues par l’OLT.
Dans un exemple, l’unité de réseau optique ONU est comprise dans la passerelle internet 10 1 et est conforme à la norme ITU-T G.984, l’unité de réseau optique ONU comprise dans la passerelle internet 10 2 est conforme à la norme ITU-T G.9807.1, l’unité de réseau optique ONU comprise dans la passerelle internet 10 3 est conforme aux normes ITU-T G.984 et ITU-T G.9807.1 et l’unité de réseau optique ONU 10 N est un dispositif individuel et est conforme aux normes ITU-T G.984 et ITU-T G.9807.1.
L’unité de réseau optique ONU comprise dans la passerelle internet 10 1 émet un signal optique ayant une longueur d’onde λ1 et reçoit un signal optique ayant une longueur d’onde λ2, l’unité de réseau optique ONU comprise dans la passerelle internet 10 2 émet un signal optique ayant une longueur d’onde λ3 et reçoit un signal optique ayant une longueur d’onde λ4.
L’unité de réseau optique ONU comprise dans la passerelle internet 10 3 reçoit des signaux optiques ayant une longueur d’onde λ4 ou λ2 et émet des signaux optiques ayant une longueur d’onde λ1 ou λ3.
L’unité de réseau optique ONU comprise dans la passerelle internet 10 N reçoit des signaux optiques ayant une longueur d’onde λ4 ou λ2 et émet des signaux optiques ayant une longueur d’onde λ1 ou λ3.
Le réseau optique d’accès comporte un dispositif de couplage de longueurs d’ondes 20 permettant de coupler deux autres lignes optiques à la fibre optique 60. Ces autres lignes optiques permettent aux équipements de terminaison de ligne optique OLT 40 et 41 de coexister dans le réseau optique d’accès.
Il est à remarquer ici que dans certains cas d'exploitation, il peut être avantageux de combiner les équipements 40, 41 et 20 dans un équipement combiné appelé OLT combo qui prend en charge le fonctionnement global des deux protocoles G-PON et XGS-PON.