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1 FOTON - Fonctions Optiques pour les Technologies de l-informatiON

Abstract : Photo-writing process of polymer optical waveguides can offer advantages to make easier connection fiber guide, and noticeably simplifies the fabrication procedure. In order to carry out a photo-writing technique, we choose a photosensitive polymer. Under UV irradiation polyvinylcinnamate PVCi films undergo cross-linking between cinnamoyl groups. Consequently, electronic configuration of lateral polymer groups changes and also leads to the drop of the refractive index in the visible range. This mechanism is studied with regards to the level of the electronic absorption of cinnamate centered at 275 nm. It acts on refractive index by shifting the absorption UV band. Most of the time, this influence vanishes in the Near Infrared Region NIR. It is due to antagonist phenomena acting at the expense of the index lowering. The causes analysis leads us to optimise the irradiation spectrum, providing higher index contrasts between irradiated and non-irradiated area. We show that strong index changes can be achieved in PVCi film, up to 0.03 even in the NIR, enabling us, for example, to perform optical photo-printing waveguides for telecommunication wavelengths 1300-1550 nm. This is one of the highest contrast value reported for a photo-printed non-birefringent waveguide. Concerning optical transmission properties, first promising results have been obtained. Optical measurements in the polymer film 0.25 dB-cm at 1550 nm and in polymer solution less than 0.2 dB-cm at telecommunication wavelengths have shown the high potentiality of this material.

Résumé : Les travaux de cette thèse visaient à étudier des méthodes de photo-inscription de guides optiques monomodes avec des polymères adaptés. Pour cela, deux systèmes ont été envisagés : l-un consistant à réaliser une différence d-indice suffisante grâce à une polymérisation sélective dans un film, l-autre, mettant en jeu un polymère intrinsèquement photosensible dans l-UV moyen. C-est ce dernier système qui a été particulièrement étudié. Ainsi, avec ce polymère, l-impact, sous UV, de la rupture de la conjugaison électronique sur le contraste d-indice entre zone insolée et non insolée peut être relativement important, même très loin de la bande d-absorption. Par la suite, une analyse des interactions UV-matériau a permis d-améliorer considérablement la variation d-indice, si bien que les contrastes d-indice obtenus expérimentalement delta n=0,03 à 1550nm, sont désormais très supérieurs à ceux par exemple de la silice dopée germanium, largement utilisée en optique intégrée. Enfin, des guides monomodes photo-inscrits ont été réalisés montrant des performances intéressantes et ouvrant la voie à une technologie simple sans gravure, permettant aussi d-exploiter après coup, la photosensibilité du matériau afin de contrôler les propriétés de guidage.

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Keywords : Photosensitive polymer Refractive index Telecommunication wavelengths Optical waveguide Photowriting

Mots-clés : Photoinscription Guides optiques en polymères Contraste d-indice de réfraction Longueurs d-onde des télécoms optiques Photosensibilité du PVCi Photopolymérisation sélective





Autor: Imane Assaïd -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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