Ultra-compact plasmonic modulator for optical inteconnects

Résumé : Ce travail vise à concevoir un modulateur optique assisté par plamsons, compatible CMOS et à faible consommation électrique. L’électro-absorption, basée sur l’effet Franz-Keldysh dans le germanium, a été choisie comme principe de modulation pour réduire la taille du dispositif et la consommation d'énergie électrique associée. L’effet Franz-Keldysh se traduit par un changement du coefficient d'absorption du matériau près du bord de bande sous l'application d'un champ électrique statique, d'où la production d'une modulation directe de l'intensité lumineuse. L'utilisation de plasmons permet en principe d’augmenter l'effet électro-optique en raison du fort confinement du mode optique. Un outil de simulation électro-optique intégré a été développé pour concevoir et optimiser le modulateur. Le modulateur plasmonique proposé a un taux d'extinction de 3.3 dB avec des pertes d'insertion de 11.2 dB et une consommation électrique de seulement 20 fJ/bit, soit la plus faible consommation électrique décrite pour les modulateurs photoniques sur silicium. Le couplage du modulateur à un guide silicium standard en entrée et en sortie a également été optimisé par l’introduction d'un adaptateur de mode Si-Ge optimisé, réduisant les pertes de couplage à seulement 1 dB par coupleur. Par ailleurs, un travail expérimental a été effectué pour tenter de déplacer l'effet Franz-Keldysh, maximum à 1650 nm, à de plus faibles longueurs d'onde proches de 1.55 μm pour des applications aux télécommunications optiques.
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Thèse
Other [cond-mat.other]. Université Paris Sud - Paris XI, 2014. English. 〈NNT : 2014PA112353〉
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Soumis le : jeudi 21 mai 2015 - 09:22:06
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Document(s) archivé(s) le : mardi 15 septembre 2015 - 06:36:03

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Nicolás Mario Abadía Calvo. Ultra-compact plasmonic modulator for optical inteconnects. Other [cond-mat.other]. Université Paris Sud - Paris XI, 2014. English. 〈NNT : 2014PA112353〉. 〈tel-01154052〉

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