Réseau de lasers à antenne patch dans l'infrarouge – ImPALA

Le but de ce projet est de développer des réseaux de micro-lasers à antenne patch émettant dans l’infrarouge. Alors que chaque laser est adressable de façon indépendante et fonctionne comme un « pixel », la matrice d’antenne agit comme un réseau sub-longueur d’onde et produit un mode optique collectif provenant de tous les éléments. La réalisation de cet émetteur monolithique démontrera un laser hybride métal-diélectrique à faible seuil dans les fréquences optiques capable de structurer les propriétés de l’onde électromagnétique émise. Cela permettra des fonctionnalités intégrées avancées telles que la l’orientation active du faisceau ou bien le contrôle de la polarisation.
La méthode usuelle dans la bande radiofréquence (RF) pour transmettre et structurer le rayonnement électromagnétique en espace libre a été l’utilisation de réseaux d’antennes mises en phase. En particulier, les antennes patch à microbandes ont été largement exploitées et sont actuellement mises en œuvre dans les technologies de communication 5G modernes en raison de leur taille compacte, de leur facilité de conception et de leur compatibilité totale avec les techniques de fabrication planaires. Il est maintenant pressant de bénéficier d’une plate-forme monolithique similaire pour réaliser dans les fréquences optiques les fonctionnalités avancées disponibles par la technologie RF. L’approche développée dans ce projet met en œuvre aux fréquences infrarouges des concepts de la gamme des micro-ondes pour démontrer de nouveaux dispositifs hybrides fusionnant optique et électronique, diélectriques et métaux. Cette plateforme profitera à une grande variété de domaines tels que l’astronomie, la spectroscopie, les communications sans fil, l’imagerie et la détection.