Double tungstate lasers: From bulk toward on-chip integrated waveguide devices

It has been recognized that the monoclinic double tungstates $KY{(WO_4)}_2$, $KGd{(WO_4)}_2$, and $KLu{(WO_4)}_2$ possess a high potential as rare-earth-ion-doped solid-state laser materials, partly due to the high absorption and emission cross sections of rare-earth ions when doped into these materials. Besides, their high refractive indexes make these materials potentially suitable for applications that require optical gain and high power in integrated optics, with rather high integration density. We review the recent advances in the field of bulk lasers in these materials and present our work toward the demonstration of waveguide lasers and their integration with other optical structures on a chip

Etude et réalisation de structures hybrides actives/passives en optique intégrée sur verre

Les avancées majeures des télécommunications optiques ont nécessité l'élaboration de circuits intégrés optiques (ClOs) pour émettre, recevoir, traiter et distribuer l'information. Historiquement, de nombreuses technologies de ClOs ont été développées en parallèle. Cependant, dans le but de réduire les dimensions et les coûts des futurs ClOs, il est nécessaire de pouvoir intégrer plusieurs fonctions élémentaires sur un même substrat Pour cela, nous avons étudié la possibilité de réaliser des structures hybrides sur verre composées d'une couche mince guidante de matériau actif ou passif reporté sur un guide d'ondes de surface réalisé par échange d'ions. Nous nous sommes particulièrement intéressés à la réalisation d'un amplificateur. optique hybride grâce à la mise au point d'une technique de collage par adhésion moléculaire d'un verre silicate contenant des guides d'ondes .et d'un verre phosphate codopé Er3+/Yb3+. Pour cela, nous avons développé un procédé d'échange d'ions T1+/K+ laissant la surface du verre intacte, un procédé de collage à basse température ainsi qu'une technique d'amincissement permettant de réduire l'épaisseur du verre actif à moins de 10 m. Un amplificateur hybride a été réalisé et un coefficient de gain de 3,66 dB/cm a été obtenu, ce qui est comparable aux meilleures performances publiées pour des amplificateurs classiques réalisés par échange d'ions. Un gain net positif a même été démontré dans un autre amplificateur hybride réalisé par un échange d'ions Ag+/Na+ et aminci par rodage/polissage. La réalisation d'autres fonctions en configuration hybride (encapsulation d'un réseau de Bragg, isolateur optique) a ensuite été étudiée.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocGRENOBLE INP-Phelma (381852301) / SudocSudocFranceF

Optical amplifier made by reporting an Er 3+ /Yb 3+ -codoped glass layer on an ion-exchanged passive glass substrate by wafer bonding

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Integrated optics Bragg filters made by ion exchange and wafer bonding

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Réalisation d'un amplificateur hybride en optique intégrée sur verre par collage moléculaire

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An Affordable and Easy-to-Use Interferometer with a Dedicated Acquisition System

International audienceIn this paper, we present an affordable interferometer with its dedicated electronics system. The interferometer uses an infrared source and is based on a telecom waveguide technology. The electronics part has been fully developed in our laboratory with available commercial components. Experimental results are provided and compared to those obtained with a computer and commercial acquisition boards

Etude de la densité locale des modes guidés dans une structure en optique intégrée sur verre par microscopie optique en champ proche

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Optical near-field imaging of the local density of electromagnetic guided modes in integrated optical waveguide on glass

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Optical near field imaging of the local density of electromagnetic guided modes in integrated optical waveguides on glass

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Excitation of surface plasmon polaritons in goldnano-slab on ion-exchanged waveguide technology

International audienceIntegrated metaphotonic devices had opened new horizons to control light-guiding properties at nanoscale, being particularly interesting plasmonic nanostructures coupled to dielectric waveguides to reduce the inherent light propagation losses in metallic metamaterials. In this contribution, we show the feasibility of using ion-exchanged glass waveguides (IExWg) as a platform for the efficient excitation of surface plasmon polaritons (SPP). These IExWg provide high coupling efficiency and low butt-coupling with conventional dielectric optical waveguides and fibers, overcoming, as well, the hard fabrication tunability of commonly used CMOS-guiding platforms. We present near-field scanning optical microscopy characterization of the propagation characteristics of SPP supported in a gold nano-slab fabricated on top of an IExWg. We found that the SPP can be only be excited with the fundamental TM photonic mode of the waveguide. Thanks to the low propagation loss, low birefringence, and compatibility with optical fibers, glass waveguide technology stands as promising platform for the development of integrated plasmonic devices operating at visible and near infrared wavelengths with potential application in single molecule emission routing or biosensing devices