OFCOC
L'électronique pour la conversion
Faits marquants

Guide TOP-GaP présentant une inversion verticale de la polarité cristalline (TOP : transverse orientation patterning) et son efficacité de conversion expérimentale
Efficacité de conversion record pour de la SHG dans des guides d’onde TOP-GaP - Oct-2024
Récemment, les guides d’onde TOP-GaP réalisés conjointement entre le C2N et l’institut FOTON ont permis de démontrer une efficacité de conversion record de 3400%/W/cm², comparable aux meilleures plateformes photoniques non linéaires. Ce résultat souligne l’importance de l’ingénierie transverse de la polarité cristalline dans la filière III-V, maximisant l’efficacité de conversion par accord de phase modal en optique non-linéaire du second ordre.
Micro-anneaux sur plateforme intégrée SiGe à très fort facteur de qualité (106) dans l'infrarouge moyen - Oct-2024
L’INL et le CEA-Leti viennent de réaliser et démontrer des résonateurs en anneau SiGe/Si atteignant des facteurs de qualité Q de ~106 dans le moyen infra-rouge (MIR autour des 4,5 µm). Ces facteurs de qualité sont les plus élevés jamais mesurés dans le MIR, toutes plateformes intégrées confondues. Cela nous a permis d’observer de la bistabilité optique.
Cela promet un grand potentiel d’application, par exemple pour des aspects capteurs et la photonique intégrée non linéaire, en particulier la génération de peignes de Kerr.


Facteur de qualité Q de 106 mesuré à une longueur d’onde de 4,42 µm sur un résonateur en anneau en SiGe de 250 µm de rayon et 5 µm de largeur de guide. Le résonateur « s’allume » lorsqu’il est pompé à la résonance.

Commutation tout optique (« bistable switch») obtenue avec des résonances à fort Q. L’hystérèse est clairement observable.
Le projet
Pilotes scientifiques : Yoan Léger , Christian Grillet – CNRS & Vincent Reboud, Quentin Wilemart – CEA
Établissement coordinateur : CNRS Bretagne Pays de Loire (Rennes)
Défi
Réaliser le premier peigne de fréquence sur puce avec un recours moindre aux matériaux stratégiques
Titre complet du projet
Optical Frequency Combs On a Chip
Objectif
Peignes de fréquence intégrés, large bande, robustes, fiables et miniaturisés sur une plateforme entièrement à base de semi-conducteurs pour des capteurs autonomes scrutant par exemple, la qualité de l’air, la présence de virus
Secteurs
SANTÉ
ENVIRONNEMENT
SÉCURITÉ
TELECOMS
Aperçu
Récompensé par le prix Nobel de Physique en 2005, les travaux sur les peignes de fréquences optiques ont bouleversé le champ applicatif de l’optique avec l’essor de la spectroscopie à haute résolution pour les domaines de la santé, de l’environnement, de la sécurité ou des technologies de l’information. Cependant les peignes de fréquence restent encore aujourd’hui limités à des applications de niches du fait de leur mise en oeuvre difficile. Très récemment, les premières démonstrations de peignes de fréquences sur puce (microcombs) ont ouvert la voie à l’utilisation future des peignes de fréquence dans notre vie quotidienne : la détection de virus par nos téléphones portables, des capteurs autonomes scrutant la qualité de l’air, sans parler des applications industrielles, spatiales et de défense. Dans OFCOC, nous proposons de réaliser la première source microcomb intégrée, large bande, robuste, fiable et miniaturisée sur une plateforme entièrement semi-conductrice. Pour ce faire, nous travaillerons à la co-intégration de deux filières d’excellence françaises : les ICLs (interband cascade lasers) à base d’antimoine et la plateforme non-linéaire GaP, afin de garantir à la France une position stratégique dans ce secteur concurrentiel. Ces deux filières sont les mieux placées au niveau mondial pour assurer les fonctionnalités de pompage optique intégré des peignes de fréquence et de conversion de fréquence très large bande. La montée en puissance de ces deux filières sera soutenue par des technologies de pointe (SiGe et SiNOI), à l’état de l’art pour la génération de supercontinuum et de peignes de fréquence dans l’infrarouge (NIR).
Laboratoires du consortium
