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Projet ANR (programme P2N 2012)

SYMPHONIE : Silicon photonic crYstal integrated Microwave PHOtoNIcs filtEr

décembre 2012 – novembre 2015

SYMPHONIE : Silicon photonic crYstal integrated Microwave PHOtoNIcs filtEr

Développement de composants photoniques intégrés à cristal photonique sur SOI pour applications opto-hyper et communications optiques numériques.

Contexte

Il est aujourd’hui bien établi, au sein des deux communautés des communications numériques et analogiques, que l’optique est indispensable dans les systèmes de communication modernes. L’optique offre en effet des avantages décisifs comparativement aux câbles coaxiaux pour le transport du signal, en termes de pertes de propagation, de bande passante et de compatibilité électromagnétique.
En plus du transport de signal, un objectif majeur pour les systèmes de communication - mais aussi radars - est alors d’effectuer le traitement du signal également dans le domaine optique, afin d’éviter des pertes de conversion optique-électrique et électrique-optique supplémentaires. Cet objectif a donné lieu il y a quelques décennies à l’émergence d’un nouveau domaine de recherche : l’Optique Micro-Ondes, dont l’esprit était d’utiliser les avantages des technologies photoniques pour fournir des fonctions pour les systèmes micro-ondes, très complexes, voire impossibles à réaliser directement dans le domaine électrique.
En outre, ces dernières années ont vu une croissance des investissements pour les technologies de photonique sur silicium. La motivation initiale de cette technologie est, à travers des plates-formes telles que EpixFab, de bénéficier des avantages liés à la production de masse de l’électronique en terme de rendements et de coûts, par le développement de procédés de fabrication CMOS compatibles avec les dispositifs photoniques.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’exploiter le potentiel de la photonique sur silicium et des structures à cristaux photoniques dans l’intégration et les fonctionnalités en vue de la réalisation d’un processeur optique intégré. Le dispositif ciblé est un filtre reconfigurable qui, du point de vue technologique, peut être considéré comme un interféromètre à bras multiples (jusqu’à 8), dont le retard de groupe, la phase et l’intensité optique dans chaque bras sont contrôlables.
Le composant sera implémenté dans trois applications, à savoir un dispositif de reconnaissance de séquence de bits pour la synchronisation de flux de données, un compensateur de dispersion chromatique, et un filtre RF reconfigurable pour des applications radar.
Un point clé de ce projet est que le degré d’intégration permis par l’approche photonique sur silicium et cristaux photoniques doit réduire considérablement les instabilités de phase optique entre les bras de l’interféromètre, rendant possible l’utilisation du dispositif en optique cohérente. Un objectif majeur du projet sera donc de contrôler et d’utiliser les interférences optiques pour réaliser un filtre avec des coefficients négatifs dans la réponse impulsionnelle. Cette propriété conduit à une plus grande flexibilité dans la conception et les performances du filtre RF, et permettra d’opérer avec des formats de modulation plus complexes (telles que duo-binaire) dans l’application de reconnaissance de séquence binaire.

Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

Thales-TRTIEF

Coordinateur

Jérôme Bourderionnet (Thales-TRT)
(responsable Foton : Mathilde GAY)

Financements

ANR P2N 2012 (∼740 k€ dont 215 k€ pour OHM)

Voir en ligne :