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Présentation de fin de stage Stagiaire: Hubert Camirand Superviseurs et collègues: Yves-Alain Peter, Raphael St-Gelais, Antoine Leblanc-Hotte, Alexandre.

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1 Présentation de fin de stage Stagiaire: Hubert Camirand Superviseurs et collègues: Yves-Alain Peter, Raphael St-Gelais, Antoine Leblanc-Hotte, Alexandre Poulin, Maurine Malak et les autres membres du LMNS

2 2 Plan de lexposé Motivation pour lusage des guides donde Optimisation du couplage entre une fibre optique SMF-28 et un guide donde en silicium Optimisation du rayon de courbure des guides donde

3 Motivation pour lutilisation de guides donde 3 Le faisceau de lumière doit couvrir entièrement le canal microfluidique La plaque de Pyrex ne pourra pas se refermer si les fibres dépassent du Si Le faisceau de lumière diverge moins à la sortie dun guide quà la sortie dune fibre, ce qui est critique puisque les miroirs de Bragg sont beaucoup espacés

4 Optimisation du couplage entre une fibre optique SMF-28 et un guide donde rectangulaire Deux conditions doptimisation: Le guide donde doit être monomode Le coefficient de couplage entre la fibre et le guide doit être maximal 4

5 Condition modale 5 Résultats obtenus par Pogossian: Géométrie et légende utilisées par Pogossian: P.POGOSSIAN, Souren, The Single-Mode Condition for Semiconductor Rib Waveguides with Large Cross Section, Journal of light wave technology, 1998

6 Condition modale 6 Lancement de la fibre optique SMF-28 («launch» de RSoft © ) Exemple du mode couplé dans un guide donde dont les dimensions ne sont pas optimales Couplage simulée grâce à RSoft © et son module BeamPROP ©

7 Condition de couplage Simulation de la puissance totale issue de la fibre SMF-28 couplée dans le guide dont les dimensions (w et h varient, H est fixé à 11 µm) sont balayées par MOST © : Note: La puissance du mode du guide est la proportion de la puissance totale confinée à lintérieur du mode fondamental Géométrie et légende utilisées par Souren P. Pogossian 1 :

8 Dimensions optimales En superposant les deux conditions dans un même graphe:

9 Dimensions optimales De 86.5% à 89.5% de couplage Puissance du mode à lintérieur du guide donde optimisé:

10 Dimensions optimales Note: La couche de Pyrex ne change rien puisque le saut dindice entre le guide et celle-ci reste suffisant. w = 8.2 µm h = 6.7 µm à 7.1 µm H imposée de 11 µm

11 Optimisation du rayon de courbure Deux conditions doptimisation: Le rayon de courbure doit minimiser la lumière parasite («stray light»): ceci donne une borne maximale au rayon Le rayon de courbure doit minimiser les pertes dues à la courbure: ceci donne une borne minimale au rayon Optimisation simulée grâce à RSoft © et son module BeamPROP ©

12 Borne minimale du rayon R = 2.98 cm donne 80% de puissance totale conservée R = 3.93 cm donne 90% de puissance totale conservée Note: Courbures simulées («simulated bends») est lapproximation valide pour w << R Puissance totale

13 Borne maximale du rayon Faisceau gaussien approximé par deux droites se croisant dun angle 2θ au début du guide donde Miroirs de Bragg Guide donde courbe Canal microfluidique Guide donde courbe

14 Borne maximale du rayon Calculs: θ = 1550 nm / (n Si *π*ω 0 ) 6225μm*cotan(θ) = Décalage vertical minimal de μm 6225 μm Décalage minimal θ Un décalage minimal de 170 µm dans le plan de la puce implique un rayon maximal de 5.7 cm Centre de la première interface du guide Centre de la deuxième interface du guide

15 Conclusion 15 Le coefficient de couplage entre une fibre SMF-28 et un guide donde de dimensions w = 8.2 µm ; h = 6.7 µm avec une hauteur de gaufre imposée H = 11 µm est de 89.5%. Le rayon optimal est denviron 5 cm. Lépaisseur optimale, pour w = 8.2 µm et h = 6.7 µm, est de H = 12.3 µm pour un coefficient de couplage denviron 91%.

16 Remerciements 16 Merci à Yves-Alain de mavoir accepté comme stagiaire sans broncher et un grand merci au LMNS!

17 Questions? 17


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