Quai-accord de phase en optique intégrée
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4.5 Efficacité de conversion
Ces résultats permettent de comprendre pourquoi les générateurs et les oscillateurs
paramétriques réalisés jusqu'à présent en configuration optique intégrée présentent des
efficacités inférieures à celles qui sont prédites théoriquement, alors que les versions "optique
massive" atteignent fréquemment les performances prédites. En effet, depuis 1993, on est
passé des substrats polarisés par diffusion de titane aux substrats polarisés par champ
électrique ce qui a permis d'améliorer le recouvrement et de gagner deux ordres de grandeur
sur l'efficacité de conversion dans les expériences de fluorescence paramétrique [67].
Cependant, le seuil d'oscillation le plus bas obtenu pour un OPOI (Oscillateur Paramétrique
Optique Intégré) est de l'ordre de 1,5 W alors qu'il ne devrait pas dépasser les 10 mW pour
un composant optimisé. De même les générateurs de fréquence basés sur le principe de la
différence de fréquence présentent des rendements de 375 % W', alors que la théorie prévoit
800 % W ' pour un guide de cette longueur.
Tous ces composants ont en effet été réalisés en utilisant la technique d'échange plus
recuit pour créer les guides d'onde, ce qui perturbe la structure des domaines. Ce degré de
perturbation dépend fortement des paramètres utilisés pour fabriquer le guide, mais d'une
façon qu'il est difficile de prévoir a priori. Notre étude de l'influence des différents types
d'échange protonique sur le coefficient non linéaire et sur l'organisation des domaines,
permet de penser qu'il y a un moyen de réaliser un OPOI présentant les performances prédites
théoriquement. I1 ne reste plus qu'à résoudre le problème technologique posé par la mise au
point d'un processus de masquage compatible avec un échange de type PE,,,. I1 y a cependant
encore beaucoup de travail à faire pour comprendre complètement l'influence de l'échange et
des recuits sur la forme des domaines.
5. CONCLUSION
La disponibilité de cristaux non linéaires polarisés périodiquement a profondément modifié le
domaine de l'optique non linéaire. Le nombre de publications relatant la réalisation de
composants faisant appel à cette technique est en pleine explosion. Dans ce chapitre, nous
avons mentionné un certain nombre de ces réalisations qui devraient permettre à l'optique non
linéaire de sortir du domaine des laboratoires pour trouver des applications dans le domaine
des ttlécommunications, ou des capteurs basés sur des analyses spectroscopiques.
A côté de l'amélioration des performances des composants qui ont été réalisés dans les
laboratoires et de leur éventuelle industrialisation, la communauté scientifique doit encore
faire face à deux défis importants :
la réalisation de composants non linéaires en optique intégrée pour bénéficier du
confinement de l'énergie et réaliser des composants non linéaires fonctionnant avec
très peu de puissance
la mise au point de nouveaux matériaux non linéaires plus performants ou couvrant
d'autres parties du spectre.
Références
[l] Webjom J., Pruneri V., Russel P, Barr J.R.M. et Hanna D.C., "Blue light generation in
bulk lithium niobate electrically poled via liquid electrode", Electron. Lett.30 (1994) 894
[2] Amstrong J. A., Bloembergen N., Ducuing J. et Pershan P.S., "Interactions between light
waves in nonlinear dielectric", Phys. Rev.,127 (1962) 1918-1939
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4.5 Efficacité de conversion
Ces résultats permettent de comprendre pourquoi les générateurs et les oscillateurs
paramétriques réalisés jusqu'à présent en configuration optique intégrée présentent des
efficacités inférieures à celles qui sont prédites théoriquement, alors que les versions "optique
massive" atteignent fréquemment les performances prédites. En effet, depuis 1993, on est
passé des substrats polarisés par diffusion de titane aux substrats polarisés par champ
électrique ce qui a permis d'améliorer le recouvrement et de gagner deux ordres de grandeur
sur l'efficacité de conversion dans les expériences de fluorescence paramétrique [67].
Cependant, le seuil d'oscillation le plus bas obtenu pour un OPOI (Oscillateur Paramétrique
Optique Intégré) est de l'ordre de 1,5 W alors qu'il ne devrait pas dépasser les 10 mW pour
un composant optimisé. De même les générateurs de fréquence basés sur le principe de la
différence de fréquence présentent des rendements de 375 % W', alors que la théorie prévoit
800 % W ' pour un guide de cette longueur.
Tous ces composants ont en effet été réalisés en utilisant la technique d'échange plus
recuit pour créer les guides d'onde, ce qui perturbe la structure des domaines. Ce degré de
perturbation dépend fortement des paramètres utilisés pour fabriquer le guide, mais d'une
façon qu'il est difficile de prévoir a priori. Notre étude de l'influence des différents types
d'échange protonique sur le coefficient non linéaire et sur l'organisation des domaines,
permet de penser qu'il y a un moyen de réaliser un OPOI présentant les performances prédites
théoriquement. I1 ne reste plus qu'à résoudre le problème technologique posé par la mise au
point d'un processus de masquage compatible avec un échange de type PE,,,. I1 y a cependant
encore beaucoup de travail à faire pour comprendre complètement l'influence de l'échange et
des recuits sur la forme des domaines.
5. CONCLUSION
La disponibilité de cristaux non linéaires polarisés périodiquement a profondément modifié le
domaine de l'optique non linéaire. Le nombre de publications relatant la réalisation de
composants faisant appel à cette technique est en pleine explosion. Dans ce chapitre, nous
avons mentionné un certain nombre de ces réalisations qui devraient permettre à l'optique non
linéaire de sortir du domaine des laboratoires pour trouver des applications dans le domaine
des ttlécommunications, ou des capteurs basés sur des analyses spectroscopiques.
A côté de l'amélioration des performances des composants qui ont été réalisés dans les
laboratoires et de leur éventuelle industrialisation, la communauté scientifique doit encore
faire face à deux défis importants :
la réalisation de composants non linéaires en optique intégrée pour bénéficier du
confinement de l'énergie et réaliser des composants non linéaires fonctionnant avec
très peu de puissance
la mise au point de nouveaux matériaux non linéaires plus performants ou couvrant
d'autres parties du spectre.
Références
[l] Webjom J., Pruneri V., Russel P, Barr J.R.M. et Hanna D.C., "Blue light generation in
bulk lithium niobate electrically poled via liquid electrode", Electron. Lett.30 (1994) 894
[2] Amstrong J. A., Bloembergen N., Ducuing J. et Pershan P.S., "Interactions between light
waves in nonlinear dielectric", Phys. Rev.,127 (1962) 1918-1939