Conception et modélisation numérique de composants optiques en nano photonique intégrée.

Abstract

الملخص (بالعربية)

يقدم اليوم الترابط البصري و ارسالات الالياف البصرية للتغلب على القيود التي تواجهها تقنيات الربط البنيوي الالكتروني. ) انتاجية محدودة, التخفيف في مجال الانترنيت... (في هذا السياق تهدف هذه الرسالة الى دراسة وتصميم مكونات تعتمد على بلورات فوتونية ثنائية الابعاد (CP-2D) لتطبيقها في البصريات المتكاملة .لهذا اعتمدنا في دراستنا على تحسين اقتران التوجيه بين اثنين من الصفوف.تجويف دليل الاقتران.و استخدام معدد او مقسم الموجات(WDM) للاستفادة من عرض النطاق الترددي الذي توفره الالياف البصرية. لقد اقترحنا نموذجين لتصاميم DWDM الاولى القائمة على التجويف المحلي على اساس وضع وصلات التقاطع Y و الهدف من ذلك هو تحسين الحساسية و تقليل CROSSTALK وفقا لمعايير فيزيائية و هندسية. كما اقترحنا مقسم الموجات ذو التسع قنوات مع عامل جودة اكبر من 3400. تصميم و تطوير الاجهزة المنجزة في هذه الرسالة تمت باستخدام طريقة الحساب الرقمي FDTD-2D في المجال الزمني الثنائي .

الكلمات الرئيسية البصريات المتكاملة ,البلورات الضوئية , تصفية الرنانة., تقسيم الطول الموجي, , FDTD-2D

Résumé (Français) :

Les interconnections optiques et transmissions par fibre optique proposent aujourd’hui de surmonter les limites rencontrées par les technologies d’interconnexion électronique (débit limité, atténuation en ligne…). Dans ce contexte, cette thèse vise à l’étude et la conception des composants à base de cristaux photoniques bidimensionnels (CP-2D) pour application en optique intégrée. Pour cela, nous nous sommes basés, dans notre étude, sur l’optimisation du guidage, couplage (entre deux guides, et guide- cavité), et l’utilisation du multi/démultiplexeur en longueur d’onde WDM (Wavelength Division Multiplexing) pour mettre à profit la bande passante offerte par la fibre optique. Nous avons proposé deux modèles de conceptions de DWDM: Démultiplexeur à base d’une cavité à modulation locale de la largeur d’un défaut linéique, et démultiplexeur à base de guide en jonction Y. L’objectif est d’améliorer la sensibilité et minimiser le crosstalk en fonction des paramètres physiques et géométriques. Nous avons également proposé une nouvelle structure de DWDM à neuf canaux avec un facteur de qualité supérieur à 3400. Pour effectuer ces simulations, nous avons utilisé le logiciel FDTD-2D basé sur la méthode des différences finies spatio-temporelles.

Mots clés: optique intégrée, Cristaux photoniques, FDTD-2D, filtre résonnant, démultiplexage en longueur d’ondes,

Résumé (Anglais) :

Optical interconnections and fiber optic transmissions today offer to overcome the limitations encountered by electronic interconnection technologies (limited debit, online attenuation, etc.). In this context, this thesis aims to study and design components based on two-dimensional photonic crystals (CP-2D) for application in integrated optics. For this purpose, we have based our study on the optimization of guidance, coupling (between two guides, and cavity guide), and the use of Wavelength Division Multiplexing (WDM) to take advantage of the bandwidth offered by fiber optics.We have proposed two models of DWDM designs: Demultiplexer based on a locally modulated cavity, linear-width-based, and Y-terminal guide-based demultiplexer. The objective is to improve sensitivity and minimize the crosstalk according to the physical and geometrical parameters. We also proposed a new nine-channel DWDM structure with a quality factor greater than 3400. To perform these simulations, we used the FDTD-2D software based on the spatio-temporal finite difference method.

Key words: Integrated optics, photonic crystals, FDTD-2D, resonant filter, demultiplexing wavelength.