211service.com
Lumière guidante
Pour Paul Braun, l'avenir de l'informatique optique est limpide. Braun et ses collègues de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign rapportent qu'ils ont trouvé un moyen moins cher et plus simple de construire de minuscules guides d'ondes optiques à l'intérieur des cristaux photoniques. Ces guides d'ondes ont le potentiel de se comporter comme les fils microscopiques d'une micropuce conventionnelle, sauf qu'ils transporteraient des photons plutôt que des électrons autour des enchevêtrements de circuits à l'échelle submicrométrique. Et cela pourrait aider à faire des cristaux photoniques la base d'une nouvelle génération d'appareils de télécommunications et informatiques beaucoup plus rapides.
Les cristaux photoniques sont des structures microscopiques complexes percées de trous régulièrement espacés, comme un fromage suisse ordonné. Les trous créent une barrière contre la lumière de certaines longueurs d'onde, et dans le bon agencement, ils peuvent forcer les photons le long des chemins prescrits. Contrairement aux fibres optiques, qui laissent échapper de la lumière lorsqu'elles sont trop courbées, ces guides d'ondes peuvent projeter des photons dans les angles vifs, ce qui en fait des composants idéaux pour les commutateurs optiques, les microlasers, les diodes électroluminescentes et même les circuits intégrés entièrement optiques.
Cette histoire faisait partie de notre numéro de mai 2002
- Voir le reste du numéro
- S'abonner
Alors que des entreprises comme Agilent Technologies et un certain nombre de laboratoires universitaires et gouvernementaux développent des cristaux photoniques, la création de voies qui les traversent avec la précision micrométrique requise est un défi majeur. Plusieurs groupes de recherche, dont un des laboratoires nationaux Sandia à Albuquerque, NM, ont construit et testé des guides d'ondes à cristaux photoniques sur des plaquettes de silicium, mais leur technique de fabrication est le même processus lithographique complexe, répétitif et coûteux utilisé pour modéliser les micropuces d'aujourd'hui. C'est une technique merveilleuse - si vous ne vous souciez pas de ce que cela coûte, dit Braun.
La technique de Braun commence avec de minuscules sphères de silice qui s'assemblent en solution dans une structure tridimensionnelle semblable à du cristal. La véritable réussite de Braun a été de trouver un moyen de créer des chemins de forme précise à travers ces cristaux après leur assemblage : son groupe remplit l'espace entre les sphères avec un polymère photosensible, puis utilise un microscope pour focaliser un laser sur des points spécifiques, provoquant le durcissement du polymère. Égoutter le polymère environnant, non durci, et le résultat est un défaut dans le cristal : un chemin parfaitement sculpté à travers les sphères, construit avec un seul passage du laser.
Beaucoup de gens ont réfléchi à la façon d'ajouter des défauts à ces matériaux auto-assemblants, explique David Norris, chercheur en photonique au département de génie chimique et de science des matériaux de l'Université du Minnesota. Le groupe de Paul a montré le premier exemple de la façon dont cela pourrait être fait. Alors que Braun dit que cela pourrait prendre trois ans ou plus pour que les cristaux photoniques auto-assemblés trouvent leur chemin dans les appareils commerciaux, il s'attend à démontrer un prototype fonctionnel - peut-être fabriqué à partir d'un matériau tel que le silicium qui transmet la lumière de manière plus fiable que le polymère - à l'intérieur. les six prochains mois.