Réponse spectrale à la longueur d’onde de Bragg et mesure des pertes . 154

(d B) w = 1,5 µm w = 2,0 µm w = 2,5 µm

Figure4.22 –Réponse spectrale des guides de Bragg sélectivement enterrés définis par des fenêtres d’échangewde 1,5µm, 2,0µm et 2,5µm.

se situent autour de 1400 nm, 1500 nm et 1600 pour les guides obtenues avec des ouvertures de 1,5µm, 2,0µm et 2,5µm. Ainsi, elles présentent entre 30 nm et 40 nm d’écart par rapport à celles extraites dans la section 3.4.3.3 pour les guides sélectivement enterrés réalisés pour l’amplificateur hybride tridimensionnel. Un écart inférieur, autour à 20 nm, est par contre estimé pour les longueur d’onde qui marquent le passage des guides du régime bimode à celui monomode dans les guides obtenus avecw= 2,0µm etw= 2,5µm. En effet, pour les guides de Bragg tridimensionnelles elles se trouvent àλ= 960 nm et àλ= 1030 nm pour des fenêtres d’échange respectives de 2,0µm et 2,5µm.

Les résultats des mesures reportés ici mettent en évidence pour les guides de Bragg un comportement électromagnétique similaire à celui des guides sélectivement enterrés de l’ampli-ficateur hybride tridimensionnel. Or, pour valider complètement le fonctionnement des guides de Bragg, il est encore nécessaire de localiser leur longueur d’onde de rétroaction λB et de quantifier leurs pertes.

4.7.2 Réponse spectrale à la longueur d’onde de Bragg et mesure

des pertes

La mesure de la réponse spectrale des guides d’onde de Bragg sélectivement enterrés autour deλB est plus délicate que celle mise en place pour extraire leur longueur d’onde de coupure. En effet, comme on l’a vu en figure 4.6, on a généralement à mesurer des variations importantes de la transmission du guide sur des plages de longueurs d’onde de seulement quelque centaines de picomètres. Ainsi, pour déterminer précisément la longueur d’onde de résonance λB des guides, et étudier leur transmission autour de cette dernière, on utilise le montage optique illustré en figure 4.23. La lumière émise par une source laser accordable (Tunics - 1550 PRI), présentant une largeur de raie inférieure à 1 pm, est injectée à l’entrée du guide d’onde de

4.7. Caractérisation des guides d’onde de Bragg sélectivement enterrés

Bragg sélectivement enterré l’aide d’une fibre SMF28, modomode pour des longueur d’onde supérieures à 1260 nm. Le signal est collecté à la sortie du guide par une deuxième fibre SMF28 connectée à un analyseur de spectre optique (Anritsu - OSA MS9710B). Ce dernier possède une résolution de 70 pm, qui généralement est comparable aux largeurs de la bande de réflexion des guides de Bragg réalisés par échange d’ions et gravure du substrat [89, 131, 157]. Ainsi, la mesure est effectuée en employant la source accordable en mode balayage et en la synchronisant avec l’OSA de manière à acquérir le spectre de transmission du guide avec une résolution de 10 pm. source accordable

λ

Figure 4.23 – Schéma du montage optique employé pour la mesure de la réponse spectrale du guide autour de la longueur d’onde de BraggλB.

Les figures 4.24(a,b) reportent les spectres de transmission des guides de Bragg sélective-ment enterrés obtenus par des fenêtres d’échangewde 2,0µm et 2,5µm. Sur ces images, nous

1528 1529 1530 1531 1532 −4,5 −4,0 −3,5 −3,0 −2,5 −2,0 −1,5 −1,0 −0,5 0 λ (nm) T ra n smi ssi o n re f. a rb . (d B) (a) 1528 1529 1530 1531 1532 1533 −4.5 −4 −3.5 −3 −2.5 −2 −1.5 −1 −0.5 0 λ (nm) T ra n smi ssi o n re f. a rb . (d B) mesure théorie (b)

Figure 4.24 – Transmissions des guides d’onde de Bragg sélectivement enterrés définis par des fenêtres d’échangewde 2,0µm (a) et 2,5µm (b).

observons clairement la présence d’un creux de transmission qui nous permet de déterminer la longueur d’onde de BraggλB à (1530,3±0,2) nm et à (1530,7±0,2) nm. Le déplacement de λB vers des longueurs d’onde plus grandes lorsque w augmente traduit, conformément à l’équation (4.4), la dépendance de l’indice effectifneff du mode guidé vis à vis de la taille de la fenêtre d’échange des guides. Or, la longueur d’onde de BraggλBest très proche de la longueur d’onde de coupure du guide réalisé avec w = 2,0 µm. Pour cette raison, la transmission de ce guide n’est pas constante lorsque on s’éloigne de la condition de résonance λ≈λB, mais

Chapitre 4. Réalisation et caractérisation d’un laser DFB hybride tridimensionnel

présente une dépendance non négligeable avec la longueur d’onde. Cela n’est pas le cas pour le guide de Bragg défini parw = 2,5µm. Il est ainsi possible, en connaissant la longueur du réseau, (Lr = Lc = 1,5 cm) et en supposant de faibles pertes par propagation, d’employer l’équation (4.13b) pour ajuster la courbe de la transmission de ce guide avec celle théorique d’un guide de Bragg sans gain ni perte. Nous obtenons alors un coefficient de couplage_|κ| au-tour de 0,7 cm-1. Le coefficient de couplage des guides de Bragg avant le report du superstrat actif échangé est donc d’environ trente-cinq fois plus faible de celui attendu pour le laser DFB avec un réseau de profondeur de 20 nm. En effet, dans le cas du laser, le superstrat échangé reporté sur le réseau déplace l’intensité du mode guidé vers l’interface entre les deux verres, ce qui augmente le coefficient de couplage_|κ|.

Ayant désormais certifié que le réseau de Bragg inscrit à la surface du verre se comporte bien comme un miroir à λB ≈ 1530 nm, proche de 1534 nm, il nous reste à déterminer les pertes des guides de Bragg afin de valider le procédé de fabrication.

Nous avons vu précédemment, que le réseau de Bragg introduit des pertes de diffraction

αd aux longueurs d’onde inférieures de λB. Pour cela, afin de qualifier les guides réalisés on a mesuré leurs pertes à λ = 1550 nm. Sachant que ces guides présentent une longueur de (4,2±0,05) cm et en assumant des pertes de Fresnel αF de 0,17 dB, nous avons ainsi extrait leurs pertes de couplage et de propagation à l’aide de la « methode des quatre mesures » décrite en section 3.4.3.2. Les résultats de ces mesures ont été reportés dans le tableau 4.4.

αins[dB] α^′_ins [dB] αC[dB] αL [dB/cm]

w= 2,5µm 1,7±0,2 1,7±0,2 < 0,4 0,24±0,24

w= 3,0µm 1,1±0,2 1,1±0,2 < 0,4 < 0,24

Tableau4.4 –Pertes des guides de Bragg sélectivement enterrés pour différentes fenêtres d’échange

wàλ= 1550 nm.

Les faibles pertes d’insertionαins mesurés pour les guides de Bragg sélectivement enterrés avec une fenêtre d’échange de 2,5µm et 3,0µm montrent la bonne qualité des guides réalisés. L’excellent couplage avec les fibres optiques est attesté par l’impossibilité d’extraire les pertes

αCassociées car elles se révèlent inférieures à l’incertitude de 0,4 dB de la méthode d’extrac-tion. Les pertes de propagation sont faibles et inférieures ou égales à l’incertitude de la mesure qui est de 0,24 dB/cm.

Ces mesures valident ainsi complètement le procédé de réalisation des guides de Bragg sélectivement enterrés dans le substrat GO14 et de conséquence leur emploi pour la réalisation du laser DFB hybride tridimensionnel.

4.8 Caractérisation du laser DFB hybride tridimensionnel

Nous reportons dans la suite les caractérisations du laser DFB hybride tridimensionnel ob-tenu en reportant à la surface du GO14, contenant les guides de Bragg sélectivement enterrés,

4.8. Caractérisation du laser DFB hybride tridimensionnel

le superstrat d’IOG1 localement échangé, déjà employé pour réaliser l’amplificateur hybride tridimensionnel(cf. section 3.4.2.2).

La validation de ce dispositif, et en général de l’architecture du laser DFB hybride tridi-mensionnel, passe tout d’abord par l’extraction de ses caractéristiques passives. Cela permet de s’assurer que les guides réalisés supportent des modes guidés à la longueur d’onde de pompe,

λp = 976 nm et de signal λs = 1534 nm, de vérifier l’interaction entre les modes guidés et le réseau de Bragg et de localiserλB. Seulement après cela, on passera aux caractérisations actives du composant pour déterminer s’il se comporte effectivement comme une source laser.