Integrated Guided-Wave Structures and Techniques for Millimeter-Wave and Terahertz Electronics and Photonics

Pour faire face à la demande croissante en bande passante, les prochaines générations des systèmes sans fil et filaires devront exploiter la large gamme spectrale 100 GHz-1 Térahertz (THz) et au-delà. Cependant, les éléments constitutifs intégrés qui définiront les architectures et les normes des systèmes à très haute fréquence ne sont pas claires et généralement pas du tout disponible. Cette thèse contribue à ce nouveau défi en explorant de nouveaux concepts et techniques de transmission d'onde pour le développement des circuits intégrés et les systèmes électroniques et photoniques en ondes millimétriques (MMW) et THz. Les lignes de transmission sont les éléments constitutifs de tous les circuits électroniques et photoniques intégrés. En dépit d'une expansion substantielle des applications électroniques et photoniques vers les THz, la structure de base des lignes de transmission standard, mis au point dans les années 1950, n'a pas évolué. L'un des problèmes fondamentaux dans le développement de systèmes électroniques et photoniques intégré THz est les limites intrinsèques de ces lignes de transmission classiques. Les dispositifs à ondes progressives électro-optiques et optoélectroniques ont été conçus sur la base de ces lignes de transmission, et sont donc limités en débit en raison de la limitation des performances au spectre RF. Plusieurs tentatives ont été faites pour améliorer ces lignes de transmission. Cependant, la configuration structurelle inhérente du métal est toujours l'obstacle dominant qui impose un mode de fonctionnement particulier qui est sujette à l'atténuation et la dispersion à une fréquence plus élevée. Pour faire face aux problèmes mentionnés et pour répondre à ces défis technologiques contraignants, trois orientations sont traités dans cette thèse: électro-optique, micro-ondes et optique. Pour la première orientation, la ligne SIW est utilisée en tant que structure à onde progressive alternative d'un Modulateur EO sur polymère. Dans ce cas, la fréquence porteuse est déterminée par la fréquence de fonctionnement de la ligne SIW. Dans ce travail, la conception est faite pour un modulateur EO atteignant plus de 22% de la bande passante optique avec la fréquence centrale de 160 GHz.