PNANO - PNANO : Nanosciences et nanotechnologies

Cristaux phoXoniques en niobate de lithium – phoXcry

Résumé de soumission

L'objectif du projet est de démontrer et d'exploiter le potentiel considérable lié à l'intégration de nanostructures périodiques dans des dispositifs optoélectroniques actifs en niobate de lithium, un matériau particulièrement attractif du fait de ses riches propriétés électro-optiques, acousto-optiques, piézoélectriques ou encore non linéaires. L'idée est ici de concevoir et de fabriquer des modulateurs optoélectroniques permettant aussi bien d’améliorer les performances de systèmes existants que d’introduire des fonctionnalités plus inédites. Il s'agit de façon plus précise d'étudier les effets induits par la présence de structures à bandes interdites photoniques ou phoniques sur deux caractéristiques intrinsèques du niobate de lithium : ses propriétés électro-optiques et acousto-optiques. Les cristaux phoToniques (ou phoNoniques) offrent en effet des possibilités de contrôle inédites sur la propagation des ondes électromagnétiques (ou élastiques), notamment en termes de dispersion (obtention de faibles vitesses de groupe) ou de confinement de l’énergie. La première partie de ce projet sera consacrée à la conception, la fabrication et la caractérisation de modulateurs d’intensité électro-optiques fondés sur un cristal phoTonique en niobate de lithium. Il est ici question d'exploiter les phénomènes de lumière lente induits par la périodicité du réseau photonique pour réaliser des modulateurs très large bande (au-delà de la dizaine de GHz), compacts (de longueur de l'ordre de quelques dizaines de microns) et à très faible tension de commande (inférieure à 5 V). Le potentiel applicatif de tels dispositifs étant significatif, un cahier des charges reposant sur les besoins et enjeux du marché des télécommunications optiques sera mis en place afin d'orienter de façon concrète les développements réalisés. Le second volet des travaux est à teneur plus fondamentale et exploratoire. Il est consacré à l'étude des interactions acousto- optiques dans ces nanostructures périodiques. Des modulateurs acousto-optiques conceptuellement fondés sur l'effet élasto- optique classique, où l'indice de réfraction, et donc la propagation de l'onde optique, sont affectés par des déformations acoustiquement induites, seront dans un premier temps étudiés afin de démontrer un pendant acoustique au modulateur d’intensité électro-optique. Des modulateurs acousto-optiques fondés sur les effets de lumière ou de son lents en configuration colinéaire seront également développés, des applications de type coupleurs de polarisation étant par exemple visées. Enfin, une configuration beaucoup plus originale reposant sur des effets de bandes interdites photoniques et phononiques simultanées sera ensuite proposée et mise en œuvre. L'intérêt majeur de ces « cristaux phoXoniques » réside en leur capacité à confiner son et lumière dans un même volume, de dimension de l'ordre de la longueur d'onde. Le contrôle de dispersion par ailleurs offert par la structuration périodique du matériau permet d’envisager des systèmes exploitent à la fois des effets de lumière lente et de son lent. Les perspectives offertes par de tels dispositifs sont considérables, puisqu'ils permettent d'envisager la réalisation de composants acousto-optiques où l'interaction est fortement exaltée. Les différents résultats expérimentaux obtenus permettront d’affiner ou de modifier le cahier des charges initialement établi en prenant en compte notamment les impératifs technologiques que les travaux menés au cours de ce projet aura permis de mettre en lumière.

Coordination du projet

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 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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