Colloque

Observation des transformations adiabatiques dans les guides plans effilés à cœur creux

Imen Arfaoui

Michel Duguay

Bertrand Morasse

Membre a labase

Imen Arfaoui

Résumé du colloque

Nous décrivons de nouveaux types de compensateurs de dispersion chromatiques basés sur la transformation adiabatique des modes dans les guides plans effilés à cœur creux pour application aux communications optiques multi-longueurs d'onde. La lumière d'un laser Hélium Néon accordable sur cinq longueurs d'ondes est injectée dans le cœur d'air de 30 um à 100 um d'épaisseur d'un guide planaire dont la paroi formée par une pellicule de nitrate de cellulose a environ 5 um d'épaisseur et est légèrement effilée. Notre guide effilé est composé d'un cœur d'air d'indice plus faible que la gaine de nitrate de cellulose dont l'épaisseur augmente avec la distance de propagation. Lorsque les conditions de résonance sont atteintes, la lumière, qui se propage initialement dans le cœur, se transfère adiabatiquement dans la gaine. C'est à ce point que la puissance entre majoritairement dans la gaine et ainsi le mode du cœur se transforme en mode de gaine sans perte d'énergie. Ce phénomène étant dépendant de la longueur d'onde, il est donc possible d'observer le point d'entrée de la lumière dans la gaine se déplacer en fonction de la longueur d'onde. Par conséquent, le but de l'expérience est d'observer à la résonance et à l'aide de lumière visible le point de la conversion adiabatique dans la gaine de nitrate de cellulose varier en fonction de la longueur d'onde et de vérifier les calculs théoriques se rattachant à ce phénomène. Une modélisation de la structure et des résultats de simulation ainsi que des calculs théoriques montrent bien le passage adiabatique du mode du cœur d'air à la gaine de nitrate de cellulose. Nous avons observé facilement la variation du point d'entrée de la lumière en fonction de la longueur d'onde. De plus, le point d'entrée se produit à l'épaisseur résonante prédite théoriquement en comparant avec les dimensions de la pellicule. L'observation de la pénétration de la lumière dans la gaine a été enregistrée à l'aide d'une caméra numérique pour les différentes longueurs d'onde. Sur les photos, la lumière est injectée par la droite et la pellicule est placée de sorte que la gaine croît en épaisseur : soit une épaisseur de gaine croissant de 4.65 à 4.95 um de droite à gauche. (voir images 1 et 2 ci-jointes). Image 1 illustre le profil de la structure du guide plan effilé. Image 2 montre une photo du passage adiabatique de la lumière dans la gaine de nitrate de cellulose à une longueur d'onde de 633 nm et qui correspond à un point de résonance situé à 4.75 um tel que démontré par le calcul théorique. Une explication sur l'intérêt de nos observations pour la compensation de la dispersion chromatique du dispositif validera notre expérience.

Contexte

Section :

Optique guidée et photonique VIII

Thème du colloque :

Optique guidée et photonique VIII

Hôte : Université du Québec à Montréal

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