Dispositifs à cristaux photoniques bidimensionnels pour l'optique
Cristaux photoniques, vers une optique tout intégrée

2.1 Structures de bande

Pour l'optique, les réseaux périodiques bidimensionnels sont essentiellement diélectriques. L'utilisation de structures métalliques reste encore marginale, le problème des pertes restant un obstacle majeur pour ce domaine de longueurs d'onde. À ce stade, il devient alors possible d'envisager soit des réseaux de tiges et/ou de piliers diélectriques insérés dans une matrice d'un autre matériau ou d'air, soit des réseaux de trous d'air dans un matrice diélectrique. De fait, les propriétés vont dans ce cas dépendre du rapport d'indice entre les inclusions et leur matrice. La figure 1a illustre ces deux cas pour des coefficients de remplissage en air équivalent de l'ordre de 50 % : dans le cas des piliers diélectriques, on peut observer clairement l'ouverture d'un gap TM, tandis que c'est un gap TE qui est obtenu pour un réseau de trous d'air. Dans ces structures bidimensionnelles, l'obtention d'un gap complet significatif, TE et TM, est possible, notamment dans les matrices de trous d'air, mais au prix de coefficients de remplissage très élevés, avoisinant 80 %, incompatibles avec les technologies de fabrication actuelles.

Par souci de synthèse, sur la figure 1, seul un réseau de type « triangulaire » (hexagonal 2D selon la classification des réseaux de Bravais) a été utilisé. On pourra trouver aussi, selon les caractéristiques de bandes passante ou interdite recherchées, des réseaux carrés ou de type graphite. Si le graphite a l'avantage de posséder une bande interdite absolue pour des taux de remplissage plus raisonnables d'un point de vue technique...