Qu'est-ce que Coupleur par la tranche (edge coupler) ?

Composant qui couple la lumière en plaçant une fibre optique bout à bout contre la facette de la puce. Un taper inverse qui affine l'extrémité du guide d'onde élargit le mode optique pour l'adapter à la fibre. Il offre de faibles pertes sur une large plage de longueurs d'onde, mais exige une préparation de la facette et se teste difficilement au niveau de la plaquette.

Nom japonais: エッジカプラ

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Domaine: Photonique sur silicium

S'entraîner : questions sur Coupleur par la tranche (edge coupler)

Quelle est la caractéristique correcte du coupleur par la tranche, qui se couple à la fibre optique sur la tranche de la puce, par rapport au coupleur à réseau ?

  1. AIl peut être placé n'importe où à la surface de la puce, mais sa plage de longueurs d'onde de couplage est très étroite, de quelques nm
  2. BIl ne nécessite pas de préparation de la tranche, mais ses pertes varient fortement selon la polarisation et il ne laisse passer que la lumière de la bande O
  3. CIl permet facilement de faibles pertes sur une large plage de longueurs d'onde, mais nécessite une préparation de la tranche et se mesure difficilement sur plaquette
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Réponse : C. Il permet facilement de faibles pertes sur une large plage de longueurs d'onde, mais nécessite une préparation de la tranche et se mesure difficilement sur plaquette

Le coupleur par la tranche couple la fibre à un guide d'onde amené jusqu'au bord de la puce, en les aboutant latéralement. N'utilisant pas la diffraction, il dépend peu de la longueur d'onde : il permet facilement d'obtenir de faibles pertes, de l'ordre de 1 à 2 dB ou moins, sur une large bande couvrant par exemple les bandes O et C, et s'accommode aussi plus facilement des différences de polarisation. En contrepartie, il faut découper la puce et soigner la finition de la tranche ; il ne peut être placé qu'au bord de la puce, et il est difficile d'y injecter de la lumière sur la plaquette avant découpe. Pouvoir être placé n'importe où à la surface et mesuré sur plaquette est une caractéristique du coupleur à réseau.

Dans un coupleur par la tranche, pourquoi utilise-t-on une structure en taper inversé, où la largeur du guide d'onde en silicium diminue vers le bord de la puce ?

  1. AParce qu'en amincissant le guide, le confinement de la lumière se renforce et la lumière n'est plus du tout réfléchie à la tranche
  2. BParce qu'en amincissant le guide, la lumière s'étale autour de lui, le mode s'agrandit et s'adapte plus facilement au mode de la fibre
  3. CParce qu'en amincissant le guide, l'indice de réfraction du silicium augmente, ce qui attire plus facilement la lumière depuis la fibre
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Réponse : B. Parce qu'en amincissant le guide, la lumière s'étale autour de lui, le mode s'agrandit et s'adapte plus facilement au mode de la fibre

Le diamètre de mode d'une fibre monomode standard est d'environ 9 à 10 µm, alors que le mode d'un guide en silicium est très petit, 1 µm ou moins : un aboutement direct entraîne de fortes pertes dues à la désadaptation des modes. Si l'on réduit la largeur du guide à environ 100 à 200 nm à son extrémité, le silicium ne peut plus confiner la lumière, qui s'étale largement dans la gaine environnante. Le mode s'élargit ainsi jusqu'à quelques µm et se rapproche de celui de la fibre. L'amincissement affaiblit au contraire le confinement, et l'indice de réfraction du matériau lui-même ne change pas.

« Coupleur par la tranche (edge coupler) » dans les explications

Questions mentionnant « Coupleur par la tranche (edge coupler) » (3)

  1. Quelle est la caractéristique correcte du coupleur par la tranche, qui se couple à la fibre optique sur la tranche de la puce, par rapport au coupleur à réseau ?
  2. Dans un coupleur par la tranche, pourquoi utilise-t-on une structure en taper inversé, où la largeur du guide d'onde en silicium diminue vers le bord de la puce ?
  3. Quel est l'avantage correct du coupleur à réseau, qui relie une fibre optique à un circuit optique en silicium ?

Termes associés

Guide d'onde Coupleur à réseau Découpe (dicing) Fibre monomode Indice de réfraction Bande C Bande O CPO (optique co-packagée) Dispersion chromatique Effet de dispersion plasma

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