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Photonique guidée à base de métamatériaux – METAPHOTONIQUE

Résumé de soumission

Les métamatériaux offrent aujourd'hui la perspective inédite de contrôler l'indice de réfraction depuis les valeurs positives habituelles jusqu'à des valeurs négatives ou proches de zéro et, corrélativement, de pouvoir faire varier considérablement la phase des signaux optiques sur des très petites distances de propagation. Dans le domaine des longueurs d'onde optiques, en particulier des longueurs d'onde télécom, les premières études expérimentales ont été menées en espace libre et l'optique guidée n'a été abordée que de manière théorique. C'est précisément l'objectif du projet METAPHOTONIQUE d'explorer, pour la première fois sur le plan expérimental, les métamatériaux en optique guidée aux longueurs d'onde télécom. Le principal challenge réside dans le fait que les métamatériaux sont, à la base, des structures métallo-diélectriques et que de telles structures sont généralement écartées en optique guidée pour les pertes élevées de propagation qu'elles sont susceptibles d'engendrer. Même s'il est possible d'arguer de la faible proportion de métal nano-structuré contenue dans les métamatériaux, il est clair que la réduction des pertes de propagation, ou mieux, leur compensation sera l'un des aspects centraux sur lequel se portera le projet. Dans cette première exploration, le métamatériau sera essentiellement inséré dans la couche de confinement des guides. La limitation des pertes sera considérée lors de la conception même des structures guidantes, qui seront réalisées dans les technologies de semiconducteurs III-V et silicium (SOI, Silicon On Insulator). La compensation active des pertes est prévue grâce à l'utilisation de milieu amplificateur, soit dans le coeur du guide, soit au niveau de la couche de confinement. Un autre résultat crucial attendu du projet concerne la détermination des effets de phase optique introduits par le métamatériau. Une caractérisation complète du métamatériau sera menée dans ce but, en espace libre pour identifier les résonances optiques, en propagation guidée pour déterminer les variations globales de phase et en champ proche pour analyser le confinement du champ et les variations locales de la phase.

Coordination du projet

Anatole LUPU (Université)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 942 516 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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