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Résonateur optique intégré

Générateur intégré de peignes de fréquences optiques

Responsable du DEMO : Yanne K. Chembo, FEMTO-ST et Christophe FINOT, ICB

 

Objectifs :

Réaliser un système totalement intégré couplant un résonateur optique à "modes de galerie" (WGM) de facteur de qualité (Q) ultra-élevé, et un guide d’ondes micro-usiné permettant la génération non linéaire d’un peigne de fréquences multi-longueurs d’ondes ultra-stable, à partir d’une seule source laser (injectée à environ 1550 nm).
Finalité de la solution : développer un dispositif miniaturisé capable de gérer et de traiter à très haut débit des données volumineuses (jusqu'à l'équivalent de 3 millions de conversations téléphoniques par seconde!)


Principal livrable :

Une puce optique intégrée démontrant des performances de communication supérieures à 320 Gbits/s dans un réseau métropolitain de fibre optique de type WDM.


Puce optique intégrant un micro-résonateur et un guide d'onde

wgm resonateur_demi2microfabrication waveguide_demo2

Micro-résonateur  WGM millimétrique (MgF2 )

Microfabrication du guide d’onde

Lithographie Ebeam

+ ICPECVD SiNx, SiOx ou SiONx

Applications :

Par ses fonctions innovantes, ce composant miniaturisé répond aux besoins sociétaux de traitement rapide de grands volumes de données. Il permettra ainsi d’accroître considérablement les performances des réseaux de télécommunications optiques FTTH* (Fiber To The Home) et contribuera donc à l’émergence de nouvelles offres de services : 

 
ftth_puce optique

e-health-puce optique

smart grids-puce optique

Fiber To The Home (FTTH)

E-santé

Smart grids (manipulation de données massives, parfois en temps réel et de façon distribuée)

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Optical disk-resonator as a breakthrough solution for broadband fiber optic and microwave-photonic communications

A coherent multi-frequency emitter able to perform ultrahigh-speed data transmission: > 320 Gigabits/s and potentially >Terabits/s

 

Key advantages:

  • Chip-scale component
  • Low-cost and scalable 
  • Low power consumption (~ mW)
  • Ideal for components used in
  • Fiber To The Home

 

A breakthrough solution for:

  • Wavelength Division Multiplexing telecoms
  • Microwave photonics
  • Spectroscopy for health (bacteria screening) and environment (atmospheric species sensing)
  • Integrated quantum information

 

World record! 3x72Gb/s 16-QAM error-free repeaterless optical transmission on 80 km(320Gb/s back-to-back) performed by a resonator (partner: Karlsruhe Institute of Technology)

Poster Labex ACTION Optical disk-resonator

Expérience du consortium :
  • Une bourse ERC Starting grant a été obtenue sur ce sujet à FEMTO-ST en 2011 (par Yanne K. Chembo, CNRS).
  • Un contrat ANR Emergence a été obtenu sur le sujet des sources à haut débit pour les communications optiques au laboratoire ICB en 2011 (par Julien Fatome, CNRS).
* une étude de PriceWaterhouseCoopers/Ecobilan montre que la mise en place de réseaux et services FTTH permettrait de réduire l'émission de CO2 dans une proportion équivalente au volume produit par une voiture roulant 4600 kilomètres par an et par ménage

 

Mots clés : micro-résonateur, émetteur multifréquences, WDM, optique non linéaire.

 

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