Adrià GRABULOSA : Circuits photoniques imprimés en 3D pour une intégration efficace et évolutive des plates-formes photoniques hybrides

Résumé : Ces dernières années, la miniaturisation des circuits intégrés électroniques modernes a atteint une limite fondamentale à 2 nm, tandis que de nouveaux concepts tels que les réseaux de neurones, qui jouent déjà un rôle majeur dans les sociétés modernes, amplifient encore ce défi. La quantité d'énergie utilisée pour la communication sur des canaux denses et multiples limite les améliorations des circuits électroniques à haute performance. Les technologies modernes sont basées sur des plates-formes bidimensionnelles (2D), et l'utilisation de la troisième dimension est une stratégie prometteuse pour réaliser des connexions efficaces dans de petits volumes. En utilisant les processus de polymérisation à un et deux photons avec des paramètres d'écriture directe par laser, une boîte à outils complète de composants optiques pour l'intégration photonique tridimensionnelle (3D) est présentée. Une nouvelle configuration de lithographie nommé flash-TPP est développée pour construire des guides d'ondes photoniques et des séparateurs, tout en augmentant les performances et en réduisant les temps de fabrication de 90%. Ce concept permet une fabrication monolithique et en une seule étape, en utilisant des résines photosensibles commerciales, ce qui rend le processus entièrement compatible avec plateformes CMOS. Cela a été confirmé par l'impression de guides d'ondes photoniques 3D sur des substrats semi-conducteurs intégrant des micro-lasers à points quantiques. Les composants optiques réalisés présentent des performances prometteuses pour réaliser une communication complètement parallèle et efficace à travers un réseau densément connecté, ce qui constitue un aspect fondamental pour les futurs réseaux de neurones.

Composition du jury :

Daniel BRUNNER, Chargé de recherche, Université Bourgogne Franche-Comté, Directeur de thèse

Satoshi SUNADA,  ProfessorKanazawa Universit, Faculty of Mechanical Engineering, Rapporteur

Christophe MOSER,  Professor, École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), Rapporteur

François COURVOISIER, Directeur de recherche, Université Bourgogne Franche-Comté,  Examinateur

Localisation : Institut FEMTO-ST 15B Avenue des Montboucons 25000 BESANCON - salle Amphithéâtre Jean-Jacques Gagnepain