Nous avons étudié théoriquement et expérimentalement la formation de réseaux en relief sur des surfaces active ou passive, avec deux types de polymères photosensibles : résine photosensible négative et copolymère azobenzene. Le mécanisme de formation des structures est attribué à l'effet de transport de masse, qui déplace la matière dans des directions opposées dans ces deux matériaux. La technique de fabrication est basée sur l'utilisation de la lithographie par interférence, ce qui a permis de créer des structures grandes et uniformes. Dans le premier cas, des structures passives de surface en relief en 1D et 2D ont été créés sur la résine photosensible négative SU8 grâce à l'effet de rétrécissement durant le processus de réticulation. Dans le second cas, des structures périodiques actives en 1D, 2D et 3D ont été obtenues grâce à la migration des matériaux copolymères DR1/PMMA des régions de forte intensité d’irradiation à celles de faible intensité. L'amplitude de modulation de la structure est optimisée par le contrôle de l'épaisseur du film, de la périodicité de la structure, de la dose d'exposition, et des polarisations des faisceaux laser. Les applications de ces structures pour des lasers DFB à multiples longueurs d'onde, les cristaux photoniques non-Linéaires, et le couplage dans les guides d'ondes ont été discutés. / We have theoretically and experimentally investigated the formation of both active and passive surface relief gratings on two kinds of photosensitive polymers: negative photoresist and azobenzene copolymer. The common mechanism of the structures formation was attributed to mass transport effect, which however pushes the materials in opposite directions in these two materials. The fabrication technique is based on the use of interference lithography, which allowed to create large and uniform structures. In the first case, 1D and 2D passive periodic surface relief structures were created on the negative photoresist SU8 thanks to the shrinkage effect during the crosslinking process. In the second case, 1D, 2D and 3D active periodic structures have been obtained thanks to the movement of DR1/PMMA copolymer materials from regions of high intensity to those of low intensity irradiation. The modulation amplitude of structures is optimized by controlling the film thickness, the structure periodicity, the exposure dosage, and the polarizations of interference laser beams. Applications of these structures for multiple wavelength DFB laser, nonlinear photonic crystals, and waveguide coupling have been discussed.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013DENS0058 |
| Date | 10 December 2013 |
| Creators | Wu, Xiao |
| Contributors | Cachan, Ecole normale supérieure, Université normale de la Chine de l'Est (Shanghai), Ledoux-Rak, Isabelle, Sun, De Yan |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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