Diffraction de Bragg dans des réseaux minces à deux dimensions
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Optical signal processing requires compact, efficient and selective devices. The solution suggested in this thesis consists in the setting of a thin transmission grating inside a reflection grating or a Bragg mirror, which offer, at the band-edge of the device, the triple advantage of a strongly amplified diffraction efficiency, a largely improved wavelength selectivity and a Bragg diffraction regime. This principle was implemented in two designs: a two-dimensional sinusoidal crossed grating and a transmission grating recorded in a Bragg reflector deposited on another totally reflecting Bragg mirror. These designs were validated by two experimental achievements: a two-dimensional sinusoidal crossed grating recorded in a photopolymer material by optical interference, and a transmission grating recorded in a semiconductor Bragg mirror (CdMgTe/CdMnTe). An analytical model was developed which showed the huge potential of such a device. The experimental results are in good agreement with numerical calculations resulting from our model. The comparison with the equivalent transmission gratings recorded in a homogeneous medium demonstrated the huge improvement in the diffraction properties when the read beam wavelength and incidence correspond to the band edge of the reflection grating or the Bragg mirror and satisfy the transmission grating Bragg condition. These results are very promising for applications in optical signal processing.
Abstract FR:
Le traitement optique de l’information nécessite l’utilisation de dispositifs de diffraction compacts, efficaces et ayant une bonne sélectivité. La solution proposée dans cette thèse consiste à placer un réseau mince en transmission à l’intérieur d’un réseau de Bragg en réflexion, avec le triple avantage d’obtenir, en bord de bande interdite du dispositif, une efficacité de diffraction fortement amplifiée, une sélectivité spectrale largement améliorée et un régime de diffraction de Bragg. Ce principe a été implémenté en deux conceptions : réseaux de Bragg sinusoïdaux à deux dimensions croisés et réseau en transmission sinusoïdal inscrit dans un miroir de Bragg en couches minces déposé sur un autre miroir de Bragg. Un modèle analytique a été élaboré et a permis de montrer l’immense potentiel de tels dispositifs, en termes des propriétés diffractives. Ces conceptions ont été validées par deux types de réalisations expérimentales : deux réseaux perpendiculaires inscrit dans un film de photopolymère par interférence optique, et un réseau en transmission inscrit dans un miroir de Bragg en semi-conducteur (CdMgTe/CdMnTe) par l’absorption de la figure d’interférence de deux faisceaux d’écriture. Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les calculs numériques issus du modèle analytique. La comparaison avec le réseau en transmission équivalent seul inscrit dans un milieu homogène montre l’énorme amélioration apportée par nos structurations 2D. Ces résultats sont très encourageants pour les applications au traitement optique de l’information.