COMMANDE OPTOELECTRONIQUE D'ATTENUATEURS, DE RESONATEURS ET DE FILTRES MICROONDES REALISES SUR SUBSTRAT SILICIUM

Jihad H. HAIDAR

La commande optique de dispositifs microondes, qui exploite l’injection optique des porteurs dans un semiconducteur, apporte de nombreux avantages vis-à-vis de l’électronique conventionnelle. La présente étude avait pour objectif d’étendre cette commande à des dispositifs, réalisant des fonctions complexes, tels que les atténuateurs, résonateurs et filtres microondes.

Les structures étudiées ont été réalisées sur du silicium en technologie ligne microruban. Nous avons exploité principalement la charge complexe induite entre le ruban et le plan de masse par illumination optique. Nous avons démontré que la lumière crée principalement une charge résistive aux faibles puissances, mais qu’une composante réactive apparaît aussi d’une manière nette pour les puissances optiques élevées.

L’effet resistive a été mis en application dans la réalisation d’un atténuateur microondes en technologie microruban, réglable par la simple commande optique. Nous avons démontré sur un premier protype une plage d’atténuation supérieure à 10 dB dans la bande C.

Quant à l’effet réactif, nous avons introduit une commande supplémentaire qui permet de le renforcer. Il s’agit de polariser le plasma photo-induit par une tension continue qui se superpose au signal hyperfréquences. Nous avons accordeé la fréquence de différents résonateurs par cette nouvelle double commande optoélectronique. Ces accords, sont, à notre connaissance, de loin les plus larges jamais reportés parmi les accords électriques. En effet, nous avons mesuré des déplacement de la fréquence de résonance de l’ordre de 30% en dessous de la fréquence de résonance en l’absence d’illumination.

L’étude est plûtot de nature expérimentale, mais des modèles théoriques simples ont été développés pour tenter d’expliquer les différents phénomènes nouveaux mis en évidence expérimentalement. Nous avons réussi à établir, d’une manière satisfaisante en première approche, le lien entre les paramètres physiques du semiconducteur d’une part et le schéma équivalent du plasma photo-induit de la réponse microondes du disopsitf d’autre part.