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Fait marquant

La commutation optique flirte avec le Terahertz


En association avec des chercheurs néerlandais de l’université de Twente, nous avons réalisé l’interrupteur photonique « tout optique » le plus rapide du monde : la double commutation s’effectue en moins d’une picoseconde (ps), soit une fréquence potentielle de 1 THz, alors que les meilleurs switchs télécoms plafonnent à quelques dizaines de GHz.

Publié le 22 avril 2011

S’il s’agit encore de travaux très exploratoires, ils ouvrent de vastes perspectives en transmissions optiques et dans les systèmes de télécoms multi longueurs d’ondes ; aussi, un projet européen devrait débuter en 2012 pour accélérer le développement de la technologie.

Nous sommes parvenus à nos fins en modifiant la manière d’exciter une microcavité optique. D’habitude, cette excitation est réalisée avec un faisceau lumineux qui injecte des électrons et des trous et modifie ainsi l’indice de réfraction du matériau ; mais il faut attendre 10 à 100 ps pour que les paires électrons-trous se recombinent et que le système revienne à son état initial.

Nous avons réalisé un montage optique pompe – sonde dont les énergies et les délais sont tels que la lumière traverse le matériau sans être absorbée. Mais un autre phénomène physique, l’effet Kerr électronique, modifie instantanément l’indice de réfraction de la cavité en présence du faisceau pompe. En théorie, une impulsion de 0,1 ps déclencherait donc une ouverture/fermeture de même durée. Ces travaux ont donné lieu à trois highlights, dans Nature, Nature Physics et Nature Photonics.

La fréquence de résonance de la cavité se décale de plus d'une largeur raie, uniquement pendant la durée du faisceau pompe (<1 ps). C'est ce que l'on voit sur ces trois mesures de réflectivité du faisceau sonde, avant , pendant et après le pompage.

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