Filtres Optiques à REseaux résonnants ACcordables LPN Les réseaux résonnants peuvent potentiellement servir de filtres optiques très étroits fonctionnant en réflexion mais ils présentent une grande sensibilité à l’angle et à la polarisation incidente. λ = 1.5 µm Friesem, IEEE J. Quant. Elec // APL 2004 Lithographie électronique/RIE (Si 3 N 4 ) // holographie polymère incidence proche de la normale ~1°, Δλ = 0.15 nm Dépendance à la polarisation Faisceau incident non standard Niederer Opt. Expr Lithographie électronique /RIE (Ta 2 O 5, 60 nm, 1D) Incidence oblique 45°, Δλ = 3 à 4 nm Quasi-indépendance à la polarisation accordabilité avec l’angle d’incidence Grinvald JOSAA 2008 Lithographie électronique (PMMA) Incidence oblique 6°, Δλ = 2-3 nm Quasi-indépendance à la polarisation Objectifs de l’étude: concevoir-fabriquer et caractériser des réseaux résonnants 2D permettant de faire du filtrage très étroit indépendant à la polarisation, en incidence normale et oblique à =1550nm =850nm avec un faisceau collimaté standard. Réseaux 2D : Morris, JOSA-A 1996  =1 nm à =630 nm, incidence normale indépendance à la polarisation Réseaux 2D : Clausnitzer, JOSA-A 2005 Lithographie électronique/RIE (SiO 2 /aSi)  =10 nm, incidence oblique Quasi-indépendance à la polarisation Modélisation,conception Amélioration de la méthode d’optimisation des structures et conception des filtres Eclairage par faisceau gaussien pour analyser l’effet de la tolérance angulaire et de la taille finie du réseau Etude de l’accordabilité:  n/n=0.1% et  e/e=0.5% ->  / =0.1% Fabrication dépôt des couches (LAAS, IF) caractérisation de l’empilement (IF spectromètre, LAAS ellipsométrie) calibration de la gravure (LAAS, LPN): dimension, forme des trous, effets de proximité, raccords de champ. Gravure dans du SiO 2 et du Ta 2 O 5 Caractérisation montage des bancs de caractérisation (IF, LAAS) mesure de R et T(, ,  ) en polarisation s et p observation du champ diffusé Analyse des sources de dégradation du filtre Etude expérimentale (raccords de champs, pas de gravure, homogénéité) Analyse théorique de l’influence des raccords de champs Théorie  =5.5°  =5.8° Expérience  =5.5°  =5.8° ThéorieExpérience A B SiO 2 e 1 et e 3 en SiO 2 e 2 en Si 3 N 4 Intensité incidenteIntensité à la résonance Tenue angulaire trop faible et effet de taille finie Rôle du faisceau gaussien Diffusion Raccords de champsPas d’écriture Raccords de champ intentionnels 0, 50, 100, 150, 200 nm Méthode perturbative Calcul rigoureux 1D Effet négligeable des raccords < 100 nm sur la largeur de résonance nm 2.5 nm5 nm 10 nm Effet visible du pas d’écriture sur la largeur de résonance pour un pas >2.5 nm. Carte théorique Pas de pics de diffusion signant la présence de raccords de champs Très grande tolérance angulaire Mais R+T  theo Publications + références A-L Fehrembach et al, Physical Review B,73, (2006) (Multi) S. Hernandez et al, Microelectronic engineering, 84, 673, (2007) (Mono) A-L Fehrembach et al, Optics Letters, 32, 2269 (2007) (Multi) S. Hernandez et al, Applied Physics Letters,92, (2008) (Multi) Pour plus de détails, consultez le site web de FOREAC : Travail effectué =1550 nm,  =6°,  =0.5 nm, indépendance à la polarisation Etude des sources de dégradation : élargissement de la résonance et R+T<1 Travail en cours : réseaux résonnants avec du Ta 2 O 5 gravé profond Conférences + références (uniquement les conférences internationales) A. Sentenac et al, EOS Annual Meeting, Paris (2006) S. Hernandez et al, EOS diffractive optics Barcelone (2007) A.-L Fehrembach et al, EOS diffractive optics Barcelone (2007) S. Hernandez et al, CLEO San Jose (USA), 2008 O. Boyko et al, SPIE Europe Optical systems and designs, Glasgow (2008) A-L Fehrembach et al, EOS Annual Meeting, Paris (2008) =850 nm,  =63°,  =0.4 nm, quasi-indépendance à la polarisation Accordabilité en fonction de  404 nm 980 nm Bord du réseau Intensité diffractée hors résonance (dans le plan de Fourier) Intensité diffractée à la résonance (dans le plan de Fourier) Intensité diffractée hors et à la résonance autour du pic spéculaire