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Projet ANR Jeune Chercheur

CASTEL : CArbon nanotubeS for TELecommunications applications

2007 – 2010

Démontrer le fort potentiel des nanotubes de carbone pour la régénération tout-optique du signal télécom à très haut débit.

Contexte

Forte compétitivité de la recherche internationale dans le domaine des nanotubes de carbone, mais originalité exclusive du laboratoire FOTON dans l’exploitation de leurs propriétés optiques pour les applications télécoms

Objectifs

Il s’agit d’étudier les propriétés optiques de nanomatériaux originaux, les nanotubes de carbone (NTC), autour de 1550 nm pour les applications télécoms. En particulier, la régénération du signal optique dans les réseaux de transmission à haut-débit par fibre optique et à longue distance (ex : Internet) nécessite des composants tout-optiques adaptés, tels que des absorbants saturables (AS), ultra-rapides, efficaces et faiblement énergivores. Les AS basés sur les propriétés optiques des puits quantiques (PQ) ont déjà démontré un fort potentiel pour la régénération du signal. Dans ce projet, les choix technologiques de réalisation d’échantillons d’AS à base de NTC, d’une part, et les paramètres-clés (temps de réponse, contraste et fluence seuil) extraits de leurs caractérisations optiques, d’autre part, mettent en lumière la capacité de ces nanomatériaux originaux à remplacer les PQ comme zone active des AS. Les NTC sont en effet susceptibles d’apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à la régénération du signal télécom pour les réseaux à très haut débit.

Retombées

Ce projet a mis en lumière une rupture de choix de matériau pour la zone active des AS, à savoir les NTC individualisés à la place des PQ, au vu des paramètres-clés nettement améliorés et beaucoup plus adaptés à la régénération du signal télécom dans les réseaux de transmission à très haut débit. De plus, les NTC en cordes sont des candidats prometteurs en tant que zone active à bas coût des AS, à la place des PQ, du fait de leur ultra-rapidité intrinsèque et de leur efficacité en terme de contraste.

Résultats majeurs


  • les AS à NTC démontrent une dynamique encore plus rapide que celle des AS à PQ très dopés à 1550 nm (Appl. Phys. Lett 96 061109 (2010) [hal-00491100]) ;
  • le recouvrement à 90% de l’absorption des AS à NTC s’effectue en 2.0 ps, contre 6.5 ps pour les AS à PQ dopés.
  • le contraste des NTC est plus important que celui des PQ (Jap. J. Appl. Phys. Part 1 50(04) 0206 (2011) [hal-00596902]) ;
  • la fluence seuil de saturation des AS NTC en cordes est environ 10 fois plus importante que celle des AS à PQ : 726 µJ.cm-2, contre 70 µJ.cm-2.
Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

(groupe(s) Foton impliqué(s) : Caractérisation)

Coordinateur

Maud GICQUEL-GUÉZO

Financements

ANR : 116 k€