Matrices de commutation ultra-compactes sur InP – DIONISOS

Les systèmes optiques numériques ou analogiques requièrent des dispositifs de commutation rapide tant pour le secteur de la défense que de celui des télécommunications. Les produits actuels sont soit lents (ms) soit très gourmands en énergie. Le prix élevé de ces dispositifs empêche leur utilisation à grande échelle. Pour gagner en taille et donc en coût d’une telle fonction, il importe de réduire drastiquement la taille du circuit optique qui guide et commute spatialement les signaux optiques. Les démonstrations actuelles à base de guides semi-conducteurs IIIV conduisent à des tailles typiques du centimètre. Il convient de viser des longueurs typiques de l’ordre du millimètre. Une telle rupture technologique rend le déploiement industriel envisageable à la suite de ce projet de recherche industrielle. A cette fin, le consortium réunit trois acteurs majeurs de cette filière technologique, l’IEMN, 3S PHOTONICS et Thalès Airbone Systèmes (TAS), depuis la recherche amont sur la technologie des semi-conducteurs jusqu’à l’intégrateur système, en passant par un industriel réalisant à terme la fabrication du produit. Les spécifications drastiques de ces applications demandent au consortium de relever les défis technologiques qui suivent. La réduction de la taille du circuit optique requiert l’intégration monolithique de nano-guides passifs diélectriques avec des commutateurs semi-conducteurs III-V fonctionnant par injection de porteurs. La réalisation du commutateur en semi-conducteur et le positionnement fin des nano-guides optiques pour garantir un fort taux de couplage optique requiert l’usage intensif de la nano-lithographie. La réussite du projet est conditionnée par le succès de l’intégration monolithique qu’on propose ; il s’agit en particulier de résoudre le problème majeur du couplage entre le nano-guide diélectrique enterré à fort contraste d’indice et le guide ruban classique sur InP. A l’issue de ce projet, on aboutira à une matrice 2x2 ultracompacte (< 3mm) basée sur la technique d’intégration monolithique du nano-guide diélectrique et du commutateur sur InP, d’isolation optique supérieure à 30 dB avec une consommation inférieure à 15mW, rapide (quelques nanosecondes), non bruyante, et à faibles pertes d’insertion (< 3dB).