Un peigne électro-optique compact pour la photonique de nouvelle génération

Des chercheuses et chercheurs ont créé un peigne électro-optique à bande ultra-large qui réunit 450 nm de précision lumineuse dans une puce plus petite qu’une pièce de monnaie, ouvrant ainsi la voie à des dispositifs photoniques plus intelligents

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( Photo: Junyin Zhang (EPFL) )

ENGINEERINGNET.BE - Dans le domaine de l’optique moderne, les peignes de fréquences sont des outils précieux.

Ces dispositifs servent de règles pour mesurer la lumière, permettant des avancées dans les télécommunications, la surveillance de l’environnement et même l’astrophysique.

Mais créer des peignes de fréquences compacts et efficaces a été un défi jusqu’à présent.

Introduits en 1993, les peignes de fréquences électro-optiques se sont révélés prometteurs pour la génération de peignes optiques par modulation de phase en cascade, mais les progrès ont ralenti en raison de leur forte demande de puissance et de leur largeur de bande limitée.

Mais les avancées récentes dans les circuits photoniques intégrés électro-optiques en couches minces ont suscité un regain d’intérêt, avec des matériaux comme le niobate de lithium.

Cependant, atteindre une bande passante plus large avec une puissance moindre est resté un défi, la biréfringence intrinsèque (fractionnement des faisceaux lumineux) du niobate de lithium fixant également une limite supérieure pour la bande passante réalisable.

Des scientifiques de l’EPFL, de la Colorado School of Mines et de la China Academy of Science se sont penchés sur ce problème en combinant des micro-ondes et des circuits optiques sur la nouvelle plateforme de tantalate de lithium.

Comparé au niobate de lithium, le tantalate de lithium présente une biréfringence intrinsèque 17 fois plus faible.

Sous la direction du professeur Tobias J. Kippenberg, les chercheuses et chercheurs ont développé un générateur de peignes de fréquences électro-optiques qui atteint une couverture spectrale sans précédent de 450 nm avec plus de 2000 lignes de peigne.

Cette avancée étend la bande passante du dispositif et réduit les besoins en puissance hyperfréquence de près de 20 fois par rapport aux conceptions précédentes.

Le nouveau dispositif peut représenter un changement de paradigme dans le domaine de la photonique et impacter des domaines tels que la robotique et la surveillance de l’environnement. (Auteur: Nik Papageorgiou - Source: EPFL)