ﺔﯿﺒﻌﺸﻟا ﺔﯿﻃاﺮﻘﻤﯾﺪﻟا ﺔﯾﺮﺋاﺰﺠﻟا ﺔﯾرﻮﮭﻤﺠﻟا ﻲﻤﻠﻌﻟا ﺚﺤﺒﻟا و ﻲﻟﺎﻌﻟا ﻢﯿﻠﻌﺘﻟا ةرازو

ﺔﯿﺒﻌﺸﻟا ﺔﯿﻃاﺮﻘﻤﯾﺪﻟا ﺔﯾﺮﺋاﺰﺠﻟا ﺔﯾرﻮﮭﻤﺠﻟا
ﻲﻤﻠﻌﻟا ﺚﺤﺒﻟا و ﻲﻟﺎﻌﻟا ﻢﯿﻠﻌﺘﻟا ةرازو
فﺎﯿﺿﻮﺑ ﺪﻤﺤﻣ ﺎﯿﺟﻮﻟﻮﻨﻜﺘﻟا و مﻮﻠﻌﻠﻟ ناﺮھو ﺔﻌﻣﺎﺟ
Présentée par : Bacha Mansour
Intitulé
Etude du Mécanisme de Couplage et de Radiation Optique dans
les Guides d’Ondes Optiques en Communication Moderne
Année Universitaire : 2016 / 2017
Devant le Jury Composé de :
Faculté: Génie Electrique
Département Electronique
Spécialité Electronique
Option Communication
ALI PACHA Adda Professeur Président USTOMB
BELGHORAF Abderrahmane Professeur Encadreur USTOMB
BOUDGHENE STAMBOULI Amine Professeur Examinateur USTOMB
HADRI Baghdad Professeur Examinateur Univ-Mostaganem
HADJ ABDERRAHMANE Lahcène Dir de Recherche Examinateur CDS-Oran
BORSALI Ahmed Riad MCA Examinateur UABB-Tlemcen

i
Dédicaces
Je dédie ce travail :
A mon défunt Père,
Ma chère mère,
Mes frères et mes sœurs,
Toute ma famille,
Mes amis et mes collègues

ii
Remerciements
En premier et avant tout, je dis Elhamdoulilah ya rabi de m’avoir donné le
courage et la patience pour mener à terme ce travail.
Je remercie vivement Monsieur BELGHORAF Abderrahmane, Professeur à
l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed Boudiaf, mon
directeur de thèse, pour son encadrement, ses conseils et ses orientations tout le
long du déroulement de cette thèse.
Mes vifs remerciements vont également à Monsieur ALI PACHA Adda,
Professeur à l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed
Boudiaf, de m’avoir fait l’honneur d’accepter de présider ce jury.
Je tiens aussi à remercier Monsieur BOUDGHENE STAMBOULI Amine,
Professeur à l’Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed
Boudiaf, d’avoir accepté d’examiner ce travail. Mes vifs remerciements vont
également à Monsieur HADRI Baghdad, Professeur à l’Université de Mostaganem,
d’avoir accepté d’examiner cette thèse. J’adresse aussi mes remerciements à
Monsieur HADJ ABDERRAHMANE Lahcène, Directeur de Recherche au Centre de
Développement des Satellites d’Oran et Monsieur BORSALI Ahmed Riad, Maitre de
Conférences A à l’Université de Tlemcen, d’avoir accepté de faire partie de ce jury.
Je remercie aussi tous ceux qui ont contribué de prêt ou de loin à
l’aboutissement de ce travail.

Table des Matières
iii
Table des Matières
Dédicaces……………...………….…………….…………………………….....….…………………….i
Remerciements..………………………………………………………………………………..………...ii
Tables des matières……………………………………………………………………………………..iii
Liste des figures….…………….………………………………………………………...……………..vii
Liste des Tableaux………………………………………………………………….………….………xiii
Liste des abréviations……………………………. …… .. ……………………………………….…xiv
Résumé…..…….……………………………………….…………..…..……………….…………...……1
Abstract……………..…………..…………………….…………….…………………………….………2
Introduction générale……………..........……………….…………………………………………….3
Chapitre1 : Rappels sur l’optique géométrique et la théorie de l’électromagnétisme
Introduction …………………………………..…………………………….……………………….….8
1.1. Réflexion et réfraction d’onde………………..…………..………..…………..…………………9
1.2. Angle critique.......................................................................................................................9
1.3. Les équations de Maxwell……...….…………………………………………..………..…….…10
1.4. Détermination des équations d’ondes du champ électrique et magnétique……………….12
1.5. Energie transportée par une onde électromagnétique ………..……………………………..14
1.6. Champ électromagnétique à l’interface entre deux milieux diélectriques…………… ....15
1.7. Détermination des Equations de Fresnel pour le mode TE et le mode TM…….…….……16
1.8. Détermination du coefficient de réflexion dans le cas d’une réflexion totale sur une
interface……………………………………………….…………………………………………….19
Conclusion…………………………………………….……..………………………………………….22
Chapitre 2 : Analyse de la propagation dans les guides d’ondes optiques planaires
Introduction……………………………………………………………………………..………………23
2.1. Modes de propagation des guides d’ondes optiques planaires……..………….…..……….24
2.2. Détermination des équations caractéristiques des guides d’ondes planaires…………….26
2.2.a. L’indice effectif du mode de propagation………………………………………………26
2.2.b. Equation caractéristique d’un guide d’ondes planaire…….…..……..……………...28
2.2.c. Equation caractéristique d’un guide d’ondes planaire symétrique………………....30
2.2.d. Equation caractéristique d’un guide d’ondes planaire non-symétrique……………31

Table des Matières
iv
2.3. Détermination de l’équation d’onde pour un guide d’ondes planaire…….……………….31
2.3.a. Equation d’onde pour le mode TE…………………………………………………..…..32
2.3.b. Equation d’onde pour le mode TM………………………………………………..……36
2.4. Normalisation des paramètres du guide d’ondes optique………………………………..….38
2.5. Détermination de l’épaisseur de coupure d’un guide d’ondes……..…….…………………39
2.6. Le mode de confinement………………………………………………….……………………....40
Conclusion……………………………………………………………………………………………....42
Chapitre 3 :Principaux Coupleurs Optiques utilisés en Optique intégrée
Introduction……………………………………………………………………………………………..43
3.1. Couplage optique par focalisation et par le bout………………….………………………….44
3.2. Couplage par prisme……………………………………………………………………….…....46
3.3. Couplage par réseau…………………………………………………………………………..….48
3.4. Coupleur optique par guide d’ondes optique non-uniforme…………..………………….…50
3.5. Coupleur directionnel...………………… .....….………………………………………………..52
Conclusion………….…………………………………………………………………………………...55
Chapitre 4 : Structures et Technologies des guides d’ondes optiques
Introduction………………………………………………………………………………………….….56
4.1. Quelques structures géométriques des guides d’ondes optiques………….………………..57
4.1.1. Les guides d’ondes planaires………………………………………………………….…57
4.1.2. Les guides d’ondes rectangulaires………………….………….………………………..59
4.1.3. Les guides d’ondes circulaires……………………….…………………………………..60
4.1.4. Les guides d’ondes photoniques………………….……………………..…….………….60
4.2. Techniques de fabrication des guides d’ondes optiques…………………………………….61
4.2.1. Les techniques de dépôt…………….……………….………………….………………...62
4.2.1.1. Dépôt chimique en phase vapeur………..………..….……………………..…62
4.2.1.2. Dépôt par ablation laser (PLD)…………….………………………………….63
4.2.1.3. Croissance par épitaxie………………….…………..………..……………..….63
4.2.1.4. La méthode Sol Gel………………………………………………..………..……64
4.2.1.5. Enduction centrifuge……………………………………...………………….…..64
4.2.2. Les Techniques de substitution…………….……………………..…………………..….65
4.2.2.1. Diffusion ionique………………………..……..……………………………....…65
4.2.2.2. Echange d’ions………………………………………………………….……......65