Abstract FR:

Tiree par l'amelioration des performances des transistors, la reduction des tailles en micro-electronique entraine des limitations dans la propagation des signaux electroniques. Pour y parer, nous proposons d'utiliser un plafond optique guidant au dessus d'un processeur electronique pour fournir des interconnexions optiques. Dans cette these, nous etudions la possibilite de coupler par la surface un faisceau optique de petit diametre a incidence quasi-normale d'un guide d'onde, a l'aide d'un reseau. La methode generale developpee est l'analyse par excitation resonante des modes complexes de guides d'onde multicouches et periodiques. Dans un premier temps, nous montrons les applications de cette methode robuste et intuitive aux ondes de fuite dans les circuits optiques. Puis, une theorie rigoureuse de diffraction permet l'etude du coupleur a reseau et du reflecteur de bragg et nous comparons ces resultats a la theorie des ondes couplees. Experimentalement, nous etudions deux systemes de coupleurs a reseau : guides en silice pour un couplage efficace vers des fibres et guides en oxyde de titane pour coupler de tres petits faisceaux (taille <10m). Nous obtenons une efficacite de couplage d'environ 30% pour les structures en silice et nous demontrons l'avantage des reseaux penches pour en ameliorer le resultat. Les coupleurs en oxyde de titane presentent une surface granulaire qui cree des formes de diffusion tres particulieres et compromet l'observation de la lumiere couplee dans les guides d'onde. Enfin, nous etudions numeriquement le couplage fort, representatif du cas des coupleurs en oxyde de titane. Nous montrons la diffusion du champ electrique et observons des resonances dans des reseaux profonds qui ne correspondent pas au couplage dans le guide. Nous calculons l'efficacite de couplage d'un faisceau gaussien vers le guide d'onde et aussi la perte de l'interface au bout du coupleur.