Un nouvel amplificateur de lumière développé à l'Université de Twente non seulement amplifie les signaux lumineux sur une puce photonique, mais cela améliore également l'applicabilité de ces puces. Grâce à des signaux lumineux plus forts, les puces de détection de virus ou de marqueurs tumoraux peuvent être rendues plus sensibles, et les voitures autonomes pourraient mieux analyser leur environnement. L'un des principaux avantages du nouvel amplificateur est sa petite taille. Pour préparer ce concept à l'introduction sur le marché, La professeure Sonia Garcia Blanco a reçu une subvention Proof of Concept du Conseil européen de la recherche

Les circuits intégrés photoniques (PIC) sont introduits dans un nombre croissant d'applications. Ces composants traitent les signaux lumineux. Les PIC peuvent être trouvés dans la détection médicale, dans les datacenters et le traitement du signal 5G. Et les voitures autonomes du futur dépendent fortement du LIDAR (light detection and range). Plus le signal de sortie est fort, mieux la voiture pourra évaluer correctement son environnement. Comme en électronique, les amplificateurs optiques amplifient les signaux optiques. Cependant, dans le cas de la photonique, les amplificateurs ne sont pas souvent intégrés sur la même puce et doivent donc être connectés séparément, ce qui peut rendre le système fragile et vulnérable. Sonia Garcia Blanco et son équipe ont maintenant développé un amplificateur qui surmonte ces inconvénients. Il utilise la combinaison d'oxyde d'aluminium et d'erbium, et une technique de couplage innovante.

Couche double

L'erbium est souvent utilisé dans les amplificateurs à fibre optique (EDFA), mais cela se traduit principalement par des composants volumineux. Grâce à la bonne combinaison de matériaux, concentration en erbium et architecture de guide d'ondes, l'amplificateur peut être fait très petit, tout en offrant un gain optique élevé. Une question majeure est de savoir comment connecter l'amplificateur avec le reste du circuit photonique. Ceci est réalisé en utilisant une technologie de coupleur à double couche photonique développée dans le groupe de Garcia-Blanco. Une conception conique spéciale permet de transférer la lumière dans les deux sens entre le circuit photonique passif en nitrure de silicium et la section amplificateur avec une perte négligeable. De cette façon, la section amplificateur devient un bloc de construction qui peut être introduit par les concepteurs de puces dans n'importe quelle puce photonique nécessitant une amplification. Cela ressemble à la façon dont les blocs de construction électroniques peuvent être introduits sur chaque partie d'une puce électronique.

Garcia Blanco dit, "Notre brique de gain optique répond aux problèmes actuels de performance, évolutivité et flexibilité."