Modulateurs de phase dans l'infrarouge moyen pour les communications optiques en espace libre – doreMIPHASOL

Les communications optiques en espace libre dans les fenêtres de transparence de l'infrarouge moyen (4-5 µm et 8-14 µm) apparaissent comme une solution viable pour la transmission de données à haut débit. Stimulée par les performances élevées des lasers à cascade quantique, l'optoélectronique quantique unipolaire apparaît comme la technologie de choix pour la transmission de données. En effet, les dispositifs quantiques unipolaires sont caractérisés par une réponse à haute fréquence liée à la courte durée de vie (~ps) de l'état excité. Récemment, des communications en espace libre ont été démontrées par deux membres de ce consortium (LPENS et Telecom) à une longueur d'onde de 9µm avec un débit record de 70 Gbits/s grâce à l'utilisation d'un modulateur d'amplitude.
Le multiplexage par division de phase, rendu possible par les modulateurs de phase et la détection cohérente stabilisée, constituera une future étape importante pour l'optoélectronique quantique unipolaire. En outre, l'intégration de ces dispositifs dans des circuits intégrés photoniques permettra de réaliser des systèmes compacts pour l'optique en espace libre. TUM a récemment démontré que la plate-forme InP est très bien adaptée à l'intégration, car l'InP intrinsèque et l'InGaAs en accord de maille sur InP sont transparents dans l'infrarouge moyen, étant donné qu'un faible dopage résiduel (inférieur à 10^15 cm^-3) peut être obtenu dans ces matériaux.
L'objectif ambitieux de doreMIPHASOL est de contribuer au domaine de l'optique en espace libre dans la fenêtre de transparence de 4-5 µm en réalisant :
a) Un modulateur de phase intégré dans une géométrie de guide d'ondes pour démontrer un interféromètre Mach-Zender ;
b) Un détecteur intégré à un laser à cascade quantique pour créer un récepteur hétérodyne.
La communication de données sera effectuée avec ces deux systèmes.
Le consortium dispose de l'ensemble des compétences nécessaires pour mener à bien le projet.