Chalcogénures et Optique Intégrée Infrarouge

De par leurs propriétés de transparence dans l’infrarouge, leurs pertes intrinsèques faibles et leur facilité de mise en forme, les verres chalcogénures sont de bons candidats dans la conception de micro-composants fonctionnant dans l’infrarouge. Ils sont par ailleurs caractérisés par de faibles énergies de phonon, si bien qu’ils sont aussi des matériaux de choix dans la réalisation de composants actifs, fonctionnant aux longueurs d’onde des télécommunications. C’est dans ce contexte que la thématique « valorisation des verres chalcogénures pour l’optique intégrée » est née il y a une dizaine d’années dans l’équipe.


Dans le cadre d'un contrat avec l'Agence Spatiale Européenne (ESA), et en collaboration avec Thales Alenia Space, nous avons par exemple travaillé sur la réalisation de micro-composants pour l'interférométrie spatiale.



Nous avons fabriqué des guides monomodes pouvant fonctionner de 6 à 20 µm. Cette réussite a été possible grâce à la présence d'un ingénieur dans l'équipe, responsable des bâtis de dépôt des couches, à l'achat d'un bâti de co-évaporation thermique équipé de trois sources et d'un bâti d'usinage ionique, et à l'existence d'un consortium comprenant à la fois des chimistes de l'Université de Rennes 1, des spécialistes dans le design des micro-composants de l'IMEP à Grenoble et d'un groupe d'opticiens de Nancy.




Fort de notre expérience dans la réalisation de guides d'onde infrarouge, un de nos objectifs actuels est la fabrication de micro-capteurs pour le contrôle de l'environnement ou pour la biologie. Grâce à une étude complète du système ternaire Te-Ge-Se, nous avons isolé une gamme de compositions particulièrement attractive en termes de stabilité thermique, indice de réfraction et domaine de transmission. Nous avons alors entamé la fabrication de diverses structures guidantes à partir de ces compositions : guides droits, guides courbes, jonctions Y et interféromètres de Mach-Zehnder. Toutes ces structures ont tout d'abord été optimisées pour un fonctionnement à la longueur d'onde des télécommunications (1,55 µm) et sont actuellement à l'étude pour un fonctionnement à 4,26 µm, longueur d'onde d'absorption du dioxyde de carbone. Afin de les caractériser, nous nous sommes équipés d'un banc de caractérisation optique opérant à cette longueur d'onde spécifique de 4,26 µm. Le banc est actuellement hébergé à l'IES, et les caractérisations optiques sont réalisées avec l'aide de M. Raphaël KRIBICH, maître de conférences dans l'équipe TéHo.





En parallèle, nous essayons d'envisager d'autres applications pour nos composants à base de couches minces chalcogénures : génération de supercontinuum, réalisation de transistors optiques, etc.

Institut Charles Gerhardt Montpellier - Direction

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