SOITEC : Laser ultrarapide sur puce : une avancée majeure en photonique intégrée

Micno

12 juin 2026 •08:53

Lu sur enerzine.com

Les lasers ultrarapides émettent des impulsions ne durant que quelques centaines de femtosecondes, soit des milliardièmes de seconde. Ces éclairs de lumière alimentent des applications allant de l’usinage micromécanique de précision à la chirurgie oculaire, en passant par les peignes de fréquences optiques, la technologie primée par le prix Nobel derrière les horloges atomiques optiques les plus précises d’aujourd’hui. Pourtant, malgré plus de deux décennies d’efforts, les lasers ultrarapides sont pour la plupart restés des systèmes volumineux et coûteux confinés à des tables optiques.
Aujourd’hui, une équipe dirigée par le professeur Tobias J. Kippenberg de l’EPFL les a intégrés sur une puce photonique. Publiant dans Nature, les chercheurs rapportent le premier laser ultrarapide intégré qui rivalise avec les lasers femtosecondes de table, délivrant 1,05 nanojoules en impulsions aussi courtes que 147 femtosecondes.

Les puces photoniques guident et traitent la lumière dans des canaux microscopiques appelés guides d’ondes, gravés sur un substrat, un peu comme les micropuces électroniques acheminent l’électricité. Déjà largement utilisées dans les télécommunications, les puces photoniques ont miniaturisé des fonctions complexes qui nécessitaient auparavant des systèmes beaucoup plus volumineux.

« Depuis plus de vingt ans, un laser femtoseconde à haute énergie d’impulsion sur puce était largement considéré comme le Saint Graal de la photonique intégrée », déclare Kippenberg. « Notre résultat montre non seulement que c’est possible, mais que cela peut être réalisé avec une architecture étonnamment élégante que la communauté de la photonique intégrée avait négligée. »

Laser minuscule, impact considérable

Sur la puce, la cavité laser de 42 cm de long peut être repliée dans un espace de la taille d’une tête d’allumette, bien plus petite que les lasers à fibre optique. Étant donné que ces puces photoniques peuvent être fabriquées à l’échelle du substrat, un peu comme les puces informatiques, plus de 1000 cavités laser pourraient être produites à la fois, ouvrant la voie à des lasers ultrarapides beaucoup moins chers pour la détection, la spectroscopie et la métrologie.

« Avec des puissances crête de niveau kilowatt, la puce peut alimenter des applications exigeantes qui ont longtemps dépendu de gros lasers de laboratoire coûteux », explique Qiu.

Ce résultat pourrait conduire à des outils portables et abordables pour détecter les polluants, révéler des défauts cachés et effectuer des diagnostics médicaux, tout en ouvrant la voie à des horloges atomiques optiques compactes pour les futures communications et la navigation

Bonnes perspectives pour les substrats SOI 🙂