Fibres à cristal photonique à base de silicium – SPICY

SPICY est un projet collaboratif d’une durée de 36 mois, porté par le laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules (PhLAM, UMR CNRS de l’Université de Lille), qui consistera en une recherche technologique dont l’objectif principal sera de développer des fibres optiques hybrides constituées d’un squelette de silice au sein duquel des inclusions de silicium auront été introduites. De telles fibres, dont le cœur ou la gaine seront donc constitués de silicium, seront développées en particulier pour leur utilisation en photonique avec l’objectif de tirer parti des forts contrastes d’indice accessibles dans une structure silice/silicium ou des propriétés non-linéaires du silicium combinées à la transparence de ce matériau dans l’infrarouge. Une illustration du premier champ d’investigation concerne les géométries à base d’inclusions de haut d’indice localisées autour d’un cœur de bas indice, de type « cages à photons » - un concept breveté par l’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), partenaire du projet - dont le projet vise à démontrer expérimentalement les propriétés de confinement en réalisant des cages passives et actives. Parallèlement, la caractérisation des propriétés non-linéaires dans le domaine infrarouge de fibres dont le cœur est constitué de silicium visera à analyser le potentiel de telles structures dans un contexte tel que celui des nouvelles sources fibrées. Une ouverture vers d’autres domaines d’intérêt, tel que l’optoélectronique constitue une ouverture possible du projet. Pour atteindre ces buts, outre l’INL, le consortium est constitué de laboratoires (PhLAM, XLIM de Limoges et Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)) du Groupement d’Intérêt Scientifique GRIFON (Groupe de Recherche sur les Fibres Optiques Nouvelles), qui prendront en charge la réalisation et une partie de la caractérisation des propriétés optiques des fibres. En matière de fabrication de fibres optiques, deux voies d’élaboration seront développées : i) assemblage-étirage d’éléments solides de type baguettes ou capillaires de silice et silicium et ii) méthode à base de combinaison de poudres de silice et silicium dans des tubes de silice. Ces deux voies de synthèses seront mises en œuvre en parallèle pour réaliser différents types de structures dans lesquelles le silicium constituera une partie du cœur ou de la gaine de la fibre. Comme l’illustre ce résumé, des compétences telles que la Chimie de Matériaux, l’Optique et la Photonique seront mises en œuvre pour mener à bien le projet.