Application de la méthode modale de Fourier aux guides d'onde courbes

National audienceL'optique intégrée joue aujourd'hui un rôle très important dans beaucoup d'applications de traitement de l'information (télécommunications, capteurs…). Un élément fondamental des circuits intégrés optiques est le guide courbe : la capacité de prédire les pertes par courbure lors de la propagation du champ électromagnétique est donc fondamentale pour dimensionner correctement les composants. Nous proposons dans ce travail un outil de modélisation basé sur une variante de la méthode modale de Fourier AFMM (Aperiodic Fourier Modal Method) issue de la méthode RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) développée pour les réseaux de diffractions [1]. L'idée de base consiste à introduire une périodicité artificielle transverse à l'axe de propagation, pour pouvoir décrire dans cette même section la structure étudiée et les composantes du champ électromagnétique par le biais d'une représentation en série de Fourier [2-3]. Chaque réplique de la structure est isolée des répliques voisines par le biais d'une couche PML (Perfectly Matched Layers), dimensionnée pour absorber le champ sans induire de réflexion. Dans notre variante, la courbure des structures est prise en compte en développant les calculs en coordonnées cylindriques. Ce formalisme a l'avantage de permettre de simuler à la fois des guides droits et des guides courbes [4]. Les techniques adoptées pour augmenter la vitesse de convergence des calculs, telles que le « normal field » peuvent être appliquées à notre méthode [5] et à travers un formalisme de type « matrice S » il est possible de raccorder plusieurs sections avec un rayon de courbure différent [6]. Le principal avantage de la méthode AFMM en coordonnées cylindriques est le temps de calcul qui ne dépend pas du rayon et de la longueur de la courbure choisie ce qui n'est pas le cas avec la FDTD par exemple. Nous allons présenter des résultats de calcul dans plusieurs structures de test. En particulier nous allons étudier une structure en « S » et montrer que la différence entre les résultats fournis par la méthode AFMM et la méthode FDTD est du même ordre de grandeur que les différences observées en variant légèrement les paramètres des simulations FDTD

Application de la méthode modale de Fourier aux guides d'onde courbes

National audienceL'optique intégrée joue aujourd'hui un rôle très important dans beaucoup d'applications de traitement de l'information (télécommunications, capteurs…). Un élément fondamental des circuits intégrés optiques est le guide courbe : la capacité de prédire les pertes par courbure lors de la propagation du champ électromagnétique est donc fondamentale pour dimensionner correctement les composants. Nous proposons dans ce travail un outil de modélisation basé sur une variante de la méthode modale de Fourier AFMM (Aperiodic Fourier Modal Method) issue de la méthode RCWA (Rigorous Coupled Wave Analysis) développée pour les réseaux de diffractions [1]. L'idée de base consiste à introduire une périodicité artificielle transverse à l'axe de propagation, pour pouvoir décrire dans cette même section la structure étudiée et les composantes du champ électromagnétique par le biais d'une représentation en série de Fourier [2-3]. Chaque réplique de la structure est isolée des répliques voisines par le biais d'une couche PML (Perfectly Matched Layers), dimensionnée pour absorber le champ sans induire de réflexion. Dans notre variante, la courbure des structures est prise en compte en développant les calculs en coordonnées cylindriques. Ce formalisme a l'avantage de permettre de simuler à la fois des guides droits et des guides courbes [4]. Les techniques adoptées pour augmenter la vitesse de convergence des calculs, telles que le « normal field » peuvent être appliquées à notre méthode [5] et à travers un formalisme de type « matrice S » il est possible de raccorder plusieurs sections avec un rayon de courbure différent [6]. Le principal avantage de la méthode AFMM en coordonnées cylindriques est le temps de calcul qui ne dépend pas du rayon et de la longueur de la courbure choisie ce qui n'est pas le cas avec la FDTD par exemple. Nous allons présenter des résultats de calcul dans plusieurs structures de test. En particulier nous allons étudier une structure en « S » et montrer que la différence entre les résultats fournis par la méthode AFMM et la méthode FDTD est du même ordre de grandeur que les différences observées en variant légèrement les paramètres des simulations FDTD

Fabrication of large area ultrathin silicon membrane: Application for high efficiency extreme ultraviolet diffraction gratings

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Resist outgassing assessment for multi electron beams lithography

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Fabrication of large area ultrathin silicon membrane: Application for high efficiency extreme ultraviolet diffraction gratings

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Results obtained with high efficiency gratings for EUV application

EUV lithography is planned to address the 22 nm node and beyond. Resolution limit for chemical amplified resists is one of the major issues for EUV lithography development. Currently, exposure studies concerning limit of resolution in resists are done in interferometer tools using synchrotron radiation light or EUV scanners. In the framework of a stand alone EUV interferometer development, due to the low power of EUV sources, we have studied and developed new gratings with high efficiency. In this work, we developed gratings for EUV applications with a theoretical efficiency of 28% compared to gratings currently used in EUV interferometer (7% efficiency). Manufacturing process to realize 100 nm thick silicon membranes and gratings etched in molybdenum layer were developed. This high efficiency is a necessary step to build a successful standalone EUV interferometer. Membranes and gratings characteristics will be described. Exposure tests have been performed using synchrotron radiation. Results obtain with first and second order diffraction will be presented

Optical simulation of ZnO/CdTe and c-Si/a-Si vertical nanowires solar cells

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Variable responses of the soil microbial biomass to trace concentrations of 13C-labelled glucose, using 13C-PLFA analysis

13C-labelled glucose was applied to arable (Broadbalk NPK) and permanent grassland (Woburn Grassland) soils to investigate the response of the soil microbial biomass (SMB) to carbon (C) applied at trace concentrations. Phospholipid fatty acids (PLFA) were used as biomarkers for G+ve (odd-chained and iso/anteiso FA) and G-ve bacteria (mono-unsaturated and cyclic FA), actinobacteria (10-methyl-branched FA), fungi (octadecadienoic acid) and general membrane lipids [16:0,18:0]. Gas chromatography-combustion-stable isotope ratio mass spectrometry (GC-C-IRMS) was used to determine the incorporation of 13C into individual PLFA in two experiments: first, after application of a single concentration (15 mu g C g-1) of 13C-glucose over a time sequence (0, 8, 24, 48, 120 and 240 hours), and second after application at three concentrations (25, 83, 416 mu g C g-1 soil after 120 hours). 13C incorporation into PLFA over time was similar in both soils. However, in the permanent grassland soil, 13C incorporation was increased in actinobacteria PLFA at 120 hours when [16:0,18:0] was reduced. At 240 hours, 13C incorporation increased in [16:0,18:0] concurrently with a reduction in G+ve bacteria PLFA. Increasing glucose concentration caused different responses in the SMB of both soils. In the arable soil, all biomarker PLFA concentrations increased at all rates of application. In contrast, in the permanent grassland soil PLFA concentrations were similar to the control in all SMB groups, except G+ve bacteria after the greatest rate of application. However, the delta 13C values of the same PLFA indicated that uptake of applied 13C-glucose was proportional to the applied concentration in all groups of soil bacteria in both soils