Contribution à l’étude de composants optiques pour des applications en optique intégrée.

Abstract

يركز هذا العمل على تصميم ومحاكاة أجهزة استشعار السوائل عن طريق البصريات . يعتمد الجهاز الأول على مرنان صغير فابري-بيرو يتكون من مرايا براغ مرتبطة بأنبوب دقيق شعري.توفر هذه المرايا الأسطوانية حصرًا للضوء ,بينما يضمن الأنبوب المركزي مرور العنصر المراد اكتشافه ويسمح بتحسين وحصر الضوء. يعتمد المستشعر الثاني على مرنان دقيق بلوري ضوئي ، على شكل أعمدة من السيليكون مرتبة في شبكة مثلثة. باستخدام التقنية الحسابية (FDTD-2D) وشروط الحدود (PML)، نقوم بدراسة أداء هذه الأجهزة. فيما يتعلق بمستشعر الأول, تم الحصول على حساسية 592 nm/RUI وحد اكتشاف أقل من 10-3 nm لقياس انكسار السائل .فيما يتعلق بقياس انكسار الغاز، تم الوصول إلى حساسية1052 nm/RUI وحد اكتشاف يبلغ 5,1 4 -10 RUI . سمح لنا الجهاز الثاني بالحصول على معامل الجودة يقدر 1385 وحساسية 84 nm/RUI, سمحت لنا هذه الدراسة بالحصول على خصائص مهمة مقارنة بالأعمال بحث الأخرى التي تم القيام بها من قبل.

الكلمات المفتاحية :مرايا براغ أسطوانية ، مرنان صغير ،موائع بصرية ، أجهزة استشعار بصرية

------------------------------------------Ce travail a pour but la conception et la simulation de capteurs Opto-fluidique. Le premier composant est basé sur un micro-résonateur Fabry-Pérot constitué de miroirs de Bragg cylindriques, associé à un Micro-tube capillaire. les miroirs de Bragg cylindriques assurent un confinement de la lumière dans le plan, tandis que le micro-tube central assure le passage du l’élément à détecter et permet l'amélioration et le confinement de la lumière hors plan. Le deuxième capteur est a base d'un micro-résonateur à cristaux photoniques, sous forme de piliers en silicium disposés en réseau triangulaire. En utilisant la technique de calcul (FDTD-2D) et les conditions aux limites (PML), nous avons étudier les performances de ces dispositifs. Concernant le capteur F-P, une sensibilité de 592 nm /RUI et une limite de détection inférieure à 10-3 nm ont été obtenus pour la réfractométrie liquides. Concernant la réfractométrie des gaz, une sensibilité de 1052 nm/RUI avec une limite de détection (DL) de 5.10-4 RIU est atteinte. Le deuxième dispositif nous a permet d'obtenir des facteur de qualité Q=1385 et une sensibilité de 84 nm /RUI. Cette étude nous a permis d’obtenir des caractéristiques importantes comparées avec d’autres travaux de la littérature.

Les mots clés : Miroirs de Bragg cylindrique, Micro-résonateur Fabry-Pérot, Optofluidique, capteurs Optiques.

---------------------------------------In this manusript, we present a design and simulation of two Opto-fluidic sensors. The first device, based on a Fabry-Perot micro-resonator consisting of cylindrical Bragg mirrors, associates with a central Micro-tube. the cylindrical Bragg mirrors provide a confinement of the light in the plane, while the central micro-tube ensures the passage of the analyte and also improve the confinement of light out of plane. The second sensor based on a micro-resonator built using photonic crystals, and on silicon pillars formed on triangular lattice. Using the calculation technique (FDTD-2D) and the boundary conditions (PML), we have studied the performances of these devices. for the F-P sensor, a sensitivity of 592 nm / RIU and a detection limit of less than 10-3 nm were obtained for liquid refractometry. For gas refractometry, a sensitivity of 1052 nm / RIU with a detection limit (DL) of 5 10-4 nm RIU is reached. the second device allowed us to obtain quality factor Q = 1385 and a sensitivity of 84 nm / RIU .This study allowed us to obtain important characteristics by comparing with other works in the literature

Keywords :Cylindrical Bragg mirrors Fabry-Pérot micr-resonator Stable optofluidic cavity Sensors.