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Premier laser à émission continue sur silicium

J.-C. G.

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GRÂCE L'EFFET RAMAN, Intel concrétise un vieux rêve ...

On connaît les qualités du silicium, et notamment son faible prix de revient. Mais il a un défaut : sa médiocre aptitude à la réalisation de dispositifs optoélectroniques, et même l'impossibilité qu'il y a à le transformer en laser. Ou du moins "avait" car des chercheurs d'Intel viennent de franchir le pas en présentant le « premier laser à émission continue sur silicium ». Un véritable saut technico-économique rendu possible par confinement de l'effet Raman au sein d'une puce.

L'effet Raman se traduit par l'amplification de la puissance d'un signal optique (mais avec augmentation de sa longueur d'onde) au coeur d'une fibre à la suite des impacts qui s'y produisent entre les photons et les atomes du matériau. Un phénomène qui se révèle, selon Intel, 10 000 fois plus fort dans le silicium que dans le verre ! Résultat : là où il fallait des kilomètres de fibre, quelques centimètres de silicium suffisent. En pratique un guide d'onde en forme de S (4,8 cm de longueur, 1,6 µm carré de section) sur substrat SOI et doté en bout de course d'une face réfléchissante. L'ensemble a par ailleurs été intégré au sein d'une diode p-i-n afin de résorber le phénomène d'"absorption à deux photons" qui limitait l'efficacité du dispositif. Au final, il suffit de pomper optiquement ce dernier au moyen d'impulsions à 1536 nm de longueur d'onde pour observer en sortie, pour la première fois avec du silicium, un faisceau continu à 1669,5 nm de longueur d'onde.

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