projet NANOFILN

L'électronique pour la conversion de fréquence

Faits marquants

Process de fabrication : diffusion titane, amincissement à la scie et gravure RIE

Doublage de fréquence accordable et large bande dans des guides rubans suspendus en LiNbO3 - Oct-2024

Caractéristiques et performances du composant

– Guide monolithique non linéaire en LiNbO3 gravé (3µm*2µm) dans une membrane et combiné à des guides entrée/sortie diffusés titane.

– Double accord de phase SHG (NIR et MIR) dans la plage 1,1 μm-3,5 μm ajustable par la température et la section du guide.

– Efficacité de conversion supérieure à 40 %/W/cm2 sur une bande de conversion de 150 nm dans la fenêtre télécom.

 

Publication : A. Zinaoui, L. Grosjean, A. De Sousa Lopes Moreira, M. Angel Suarez, S. Queste, L. Robert, L. Gauthier-Manuel, M. Chauvet, N. Courjal; Broadband and widely tunable second harmonic generation in suspended thin-film LiNbO3 rib waveguides. APL Photonics 1 October 2024; 9 (10): 101303.

 

Lien vers l’article :

https://doi.org/10.1063/5.0230481

Fabrication de guides ridges LNOI à faibles pertes par RIE fluorée - Oct-2024 -

Réalisations et performances

– Développement process gravure RIE du LiNbO3.

– Procédés testés sur films LNOI de 600nm d’épaisseur (qualité SAW fournis par le CEA-Leti)

– Guides droits avec faces entrées/sortie découpées par sciage et polissage au FIB puis injection par fibre lentillée.

– Pertes de propagation à 1.55µm : 1dB/cm en TM et 0.2dB/cm en TE.

– Guides à trajectoires courbes réalisés

Fabrication of low loss LNOI-based ridge waveguides with Bragg gratings using fluorinated RIE , M. Chauvet , A. De Sousa Lopes Moreira  S. Leforestier , JNTE 2024.

MEB d’un guide ridge LNOI 600nm*3µm

gravé par RIE Fluorée 

Propagation à 650nm dans guide ridge LNOI avec 5 virages à 90° 

Le projet

Pilotes scientifiques : Mathieu Chauvet, Olivier Gauthier-Lafaye – CNRS & Soazig Leforestier – CEA

Établissement coordinateur : Université de Franche-Comté

Défi

Développer un savoir-faire unique sur l’intégralité de la chaîne de fabrication de dispositifs photoniques en niobate de lithium

Objectif

Etablir une filière technologique nationale en rupture pour les composants en optique intégrée de nouvelle génération basés sur l’utilisation de films minces de LiNbO3

Secteurs

OPTIQUE QUANTIQUE

TELECOMS

Aperçu

NanoFILN a pour objectif de mettre en place une filière technologique nationale amont (réseau RENATECH et CEA), pour les composants en optique intégrée de nouvelle génération basés sur l’utilisation de films minces de LiNbO3. Deux démonstrateurs exploitent les propriétés remarquables du LiNbO3. Le premier utilise l’effet électro-optique (modulateur/switch) tandis que le deuxième se base sur l’effet non-linéaire (générateur de photons jumeaux). Nous nous concentrons sur l’intégration de fonctions multiples sur puce monolithique et l’hybridation sur silicium. L’accès simultané à trois méthodes complémentaires d’élaboration des films minces (100 nm – quelques μm) de LiNbO3 : la découpe ionique, le report, l’amincissement et l’épitaxie, est unique au niveau mondial. Les deux applications cibles concernent le domaine de l’optique quantique et des télécoms, mais il est évident que le savoir-faire développé sera aisément transposable à d’autres domaines (analyse environnementale, traitement du signal, …)

Laboratoires du consortium

Faits marquants

A suivre…

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