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PhoXonic crystals in lithium niobate (phoXcry)

- Porteur : De Micheli Marc

- Collaborateurs LPMC : Aschiéri Pierre, Doutre Florent, Quillier Emmanuel, Tronche Hervé

- Collaborateurs extérieurs : Laude Vincent (FEMTO, Besançon), Dupont Samuel (IEMN, Lille), Bourderionnet Jérôme (Thales Research and Technology, Paris)

- Doctorants/Post-docs : Stepanenko Oleksandr

- Plateformes technologiques : Optique intégrée sur niobate de lithium

- Soutiens financiers : ANR PhoXcry (2010/2012)

- Description :

Les cristaux photoniques et phononiques présentant des nano-structures périodiques ont permis ces 10 dernières années de réaliser des percées importantes dans le domaine de la gestion de la propagation des ondes. Des performances inégalées ont été obtenues numériquement ou expérimentalement avec des composants présentant cette géométrie.

Le but de ce projet est de montrer la viabilité de composants réalisés sur niobate de lithium et utilisant les propriétés de la « lumière lente ». Il a déjà été démontré que la lumière lente peut induire une exaltation de l’effet électro-optique. Nous utiliserons cette propriété pour réaliser des modulateurs électro-optiques ultra compacts et performants présentant une grande « longueur effective d’interaction » entre l’onde optique et la commande micro-onde. Nous étudierons également les analogues acousto-optiques de cette propriété en étudiant d’abord des structures conventionnelles dans lesquelles l’onde acoustique crée une modulation de l’indice de réfraction, puis nous regarderons des composants phoXoniques présentant simultanément un confinement des photons et des phonons grâce à des bandes interdites photoniques et phononiques.

Pour les cristaux phoXoniques le premier objectif est de concevoir des structures présentant simultanément un confinement des ondes électromagnétiques et élastiques. Le second est d’assurer un bon guidage des deux types d’ondes.

Du point de vue technologique nous devrons poursuivre deux objectifs : la réalisation des structures en nid d’abeille créant les bandes interdites et la fabrication de guides d’ondes optiques adaptés. La difficulté provient du fait que dans les guides d’ondes standard, le mode optique présente un maximum à environ 1,5 µm de la surface. Cela impose dont que la nano-structure présente un rapport d’aspect très élevé (entre 5 et 10). Nous attaquerons ce problème par les deux bouts. D’un côté, nous améliorerons la technique de nano-gravure par FIB qui a été utilisée dans les premières réalisations et nous explorerons les possibilités de l’ICP RIE pour réaliser des structures à grande échelle. De l’autre, nous travaillerons sur la fabrication des guides par échange protonique afin de réaliser des guides présentant de fortes variations d’indice et donc un mode fortement confiné, présentant son maximum à 0,5µm de la surface, ce qui relâche la contrainte sur le rapport d’aspect.

Mots-clés

MOSAIQ, Photonique