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Projet ANR-07-TCOM-010

MODPOL : MODulateurs à base de POLymères électro-optiques

décembre 2007 – décembre 2011

Le projet MODPOL fut d’évaluer et d’établir les performances réelles de polymère photonique tant du point de vue scientifique qu’industriel sur les principales applications de télécommunications. L’objectif premier était axé sur la synthèse et la caractérisation des polymères. Le deuxième objectif était d’évaluer les potentialités de polymères photoniques par la démonstration expérimentale des fonctions opto-électroniques innovantes. Les applications télécoms ciblées dans ce projet sont les télécommunications dans le réseau cœur à 40 Gbit/s ou 100 Gbit/s, et l’utilisation de signaux à ondes millimétriques à 60 GHz pour générer un signal radio dans une fibre optique. Un des principaux objectifs sous-tendu au projet sera l’identification et l’optimisation de l’ensemble des processus technologiques impliqués dans la fabrication des dispositifs, qui seront, à des niveaux différents, dépendants des propriétés spécifiques des polymères.

Contexte
Certains chromophores organiques présentent des coefficients électro-optiques potentiellement très élevés qui ont des temps de commutations inférieurs à la picoseconde, permettant d’envisager pour la première fois des modulateurs EO pour des fréquences très supérieures à 60GHz avec des tensions de commande proche du volt. Seul un consortium de plusieurs laboratoires américains a réussi à montrer cette faisabilité jusqu’au prototype complet. Un nombre très importants de publications ces dernières années a porté sur l’ingénierie moléculaire pour produire ces molécules qui ont donné des résultats en termes de propriétés non linéaires à l’état massif ou de film très importants (plusieurs centaines de pm/V contre 34pm/V pour le LiNbO3 à 1550nm utilisé actuellement). L’étape suivante est de lever tous les verrous liés aux technologies des guides et de l’activation à haute fréquence de ces matériaux.

Objectifs
Dans ce projet, la difficulté était de construire les matériaux et les circuits intégrés optiques qui répondent à toutes les exigences, c’est-à-dire celles à la fois de la technologie des guides, des qualités électriques et diélectriques indispensables, du niveau demandé de propriétés optiques non linéaires et de propagation, avec des matériaux dont la synthèse doit être aussi accessible pour produire des quantités suffisantes. MODPOL traitait ainsi de la synthèse de molécules à très fortes susceptibilités non linéaires du second ordre, de l’élaboration des polymères, de l’adaptation de la technologie pour construire des guides avec ces matériaux, des opérations permettant de rendre le matériau non centro-symétrique (« poling »), de la fabrication d’électrodes et de toutes les caractérisations intermédiaires pour atteindre un démonstrateur de modulation.

Résultats majeurs


- J. Polym. Sci. Pol. Chem. 2009 [hal-00355772]
- J. Polym. Sci. Pol. Chem. 2008 [hal-00371819]
- JNOG 2008 [hal-00358538]

Production scientifique

Voir dans HAL

Retombées
- Premiers guides répondant à tout le cahier des charges avec un potentiel de coefficient électro-optique compétitif et avec des matériaux actifs nouveaux.
- Premiers guides avec polymères EO réticulables devant assurer une bonne stabilité temporelle.

Les technologies et les chromophores nouveaux mis au point dans ce projet seront mis à profit pour d’autres applications dans un projet soumis à l’ANR en 2012.

Phases
- Projet initial en Pays de Loire avec participation de Foton précédant ce projet ANR

Partenaires
Thalès R&T – PCAS (Longjumeau) – Orange Labs (Lannion) – IREENA – IEMN – CEISAM – IPCMS, ENS (Lyon)
(groupe(s) Foton impliqué(s) : OGC)

Coordinateur

Thalès R&T (Pierre Le Barny)
(responsable Foton : Dominique BOSC)

Financements
ANR-Telecom, CPER PONANT