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Micro et nano-dispositifs en LiNbO3


Micro et nano-dispositifs en LiNbO3


Le niobate de lithium est un matériau bien connu de l’optique intégrée, car ses propriétés en font un candidat de choix pour la réalisation de composants tout-optiques, électro-optiques ou acousto-optiques. Mais les dimensions classiques des composants LiNbO3 sont supérieures au centimètre. Dans la course à la compacité, de nombreuses équipes se sont illustrées. En développant des technologies très particulières de découpe et polissage à la scie circulaire de précision, nous avons réussi à montrer des guides à facteurs de formes géants (>500) qui permettent d’augmenter les confinements dans les guides tout en préservant de faibles pertes (<0.2 dB/cm, Figure OPT1). Deux dépôts de brevet ont validé ces techniques particulières, assurant simultanément de faibles pertes d’insertion (< 3 dB) avec des fibres monomodes standards et de très fortes sensibilités électro-optiques ou thermiques. En combinant cette technologie avec le faisceau ionique focalisé (FIB : Focused Ion Beam), nous avons réalisé des nanostructures à cristaux photoniques tridimensionnelles pour la démonstration de capteurs de températures intégrés avec des dimensions de quelques microns et une sensibilité de record de 0.359 nm/°C. Ces résultats ouvrent la voie à l’optique intégrée dense sur LiNbO3(Figure OPT2).

Ridges découpés à la scie

Figure OPT1 : Micro-découpes à la scie de précision à forts facteurs d’aspects pour la réalisation de guides ridges en LiNbO3.

Cristal photonique LiNbO3

Figure OPT2 : Cristal photonique sur membrane de LiNbO3.


Faits marquants :

  • Premiers guides ridges en LiNbO3 à ultra-hauts facteurs de forme et très faibles pertes d’insertion, vers de nouvelles architectures d’optique intégrée.

  • Modulateurs et capteurs ultra-compacts à base LiNbO3, miniaturisation ultime des système optiques commandables.