Une équipe de l'Institut des télécommunications et des applications multimédias (iTEAM) de l'Université polytechnique de Valence (UPV) et de la multinationale Thales publie cette semaine dans la revue Nature Communications une étude sur des « filtres intégrés basés sur des lignes à retard de cristaux photoniques » qui pourraient être « clés » pour développer des puces plus avancées à l'avenir.
L'équipe a conçu et fabriqué de nouvelles lignes à retard à base de cristaux photoniques, ouvrant ainsi un vaste champ de possibilités dans le domaine de la photonique micro-ondes grâce à l'intégration sur puce de toutes les fonctionnalités nécessaires. Ceci est particulièrement pertinent pour les télécommunications à haut débit, où la réduction de la taille, de la consommation d'énergie et du coût est un facteur déterminant de succès commercial.
« Les lignes à retard ralentissent la lumière, généralement grâce à un élément dispersif. Cela signifie que si la lumière utilisée a une certaine couleur (longueur d'onde), elle met un certain temps à se propager dans un milieu ; si elle utilise une autre couleur, le temps est plus ou moins long. Selon le retard souhaité, il faut modifier la longueur d'onde », explique José Capmany, chercheur à l'institut iTEAM de l'UPV (Université polytechnique de Valence). La
fibre optique est l'un des éléments dispersifs utilisés pour ralentir la lumière. « L'inconvénient est qu'il faut des kilomètres de fibre pour obtenir des retards significatifs, ce qui empêche d'intégrer les fonctionnalités requises sur une puce », souligne Capmany.
Surmonter un obstacle technologique.
Les chercheurs sont parvenus à surmonter cet obstacle en développant un composant de 1,5 mm offrant des fonctionnalités équivalentes à des kilomètres de fibre optique. « Nous y sommes parvenus grâce à un guide d'ondes à cristal photonique à très faibles pertes, spécialement conçu et intégré à une puce », ajoute Salvador Sales, également chercheur à l'iTEAM et co-auteur de l'étude.
La percée réalisée par les chercheurs espagnols, en collaboration avec leurs homologues français, est particulièrement pertinente pour le secteur des communications mobiles et sans fil en général. Elle trouve également des applications dans les radars civils et militaires, les capteurs radiofréquences RFID, l'aérospatiale et les communications par satellite.
« Notre composant peut être intégré sur une puce, ce qui réduit le coût et la consommation énergétique de l'équipement », ajoute Capmany. De plus, il les rend beaucoup plus stables et robustes, et permet de les combiner avec d'autres composants électroniques sur le même substrat pour concevoir et produire des sous-systèmes hautement flexibles et intelligents.
Le développement de cette technologie est le fruit des travaux menés dans le cadre du projet européen GOSPEL, dont l'objectif est de maîtriser la vitesse de la lumière grâce à des technologies innovantes et pionnières, et du projet « Applications avancées et émergentes de la photonique micro-ondes », au sein du programme des groupes d'excellence scientifique PROMETEO, financé par le gouvernement régional valencien.
Référence :
Juan Sancho, Jérôme Bourderionnet, Juan Lloret, Sylvain Combrié, Ivana Gasulla, Stéphane Xavier, Salvador Sales, Pierre Colman, Gaëlle Lehoucq, Daniel Dolfi, José Capmany, Alfredo De Rossi. « Filtre micro-ondes intégrable basé sur une ligne à retard à cristal photonique. » Nature Communications. DOI : 10.1038/ncomms2092.
