Modulateur électro-optique assisté par plasmon – MASSTOR

Les besoins croissants en bande passante pour le trafic de données stimulent actuellement le développement des circuits CMOS réalisant des fonctions optiques à l’aide de briques technologiques telles que des guides d'ondes, des coupleurs, des sources et détecteurs, et des modulateurs, dans la gamme des télécommunications IR. Pour les modulateurs, les technologies commerciales vont de périphériques non intégrés à base de LiNb03 ou de III-V à des solutions intégrées en silicium à l’état de l’art. Des concepts innovants de modulateurs électro-optiques sont nécessaires pour répondre aux besoins de consommation énergétique réduite et d’intégration plus importante.

Ce projet de recherche de base vise à développer un nouveau concept de modulateurs électro-optiques intégrés, basés sur l'utilisation de modes plasmon. Les métaux sont omniprésents dans les structures de modulateurs, mais généralement rejetés en dehors de la zone active des dispositifs en raison des pertes photoniques associées. Toutefois, la forte activité dans le domaine de la plasmonique, stimulée par les développements des techniques de nanostructuration, a montré que des nanostructures métalliques bien conçues permettent d’obtenir des dispositifs de dimension réduite et des performances optiques attractives. La donnée de sortie de ce projet sera un modulateur électro-optique rapide (> 10 Gb/s) fabriqué à l’aide de technologies compatibles CMOS. La conceptions électriques et optiques seront menées de concert, en rassemblant des expertises en nanophotonique et en nanoélectronique, pour atteindre l’objectif applicatif d’un design plus compact. Grâce à cette réduction importante de la taille, nous attendons une moindre consommation énergétique lors de la modulation, avec une application potentielle au développement de serveurs de données moins gourmands en énergie, par exemple.

Le projet MASSTOR réunit trois acteurs majeurs en plasmonique et en photonique Si / microélectronique, à savoir l'lnstitut d'Electronique Fondamentale, l'Institut Carnot de Bourgogne et le CEA / Léti, de manière à favoriser une approche pluridisciplinaire nécessaire au succès du projet. Le projet comprend des activités de conception, de fabrication et de caractérisation électro-optique visant à un démonstrateur 3D, qui sera alors une première démonstration de l’intégration d’un dispositif assisté plasmon. Le choix de procédés compatibles CMOS est la clé pour permettre un transfert rapide vers l'industrie, et nécessiteront le développement de procédés spécifiques de nanofabrication.

Il peut etre utile de noter que le projet Masstor a été soumis à l'appel à projet P2N en 2010 et classé en liste complémentaire. Cette année, le consortium inclu un nouveau partenaire (CNRS-IEF) dont l'expertise internationale dans les modulateurs silicium renforce la présente proposition. L'état de l'art des modulateurs silicium assisté plasmon évoluant rapidement, le contenu technique a été ajusté de manière correspondante.