Le domaine de la photonique non linéaire ultrarapide est aujourd'hui devenu l'objet de nombreuses études, car il permet une multitude d'applications dans la spectroscopie avancée sur puce et le traitement de l'information. Ce dernier en particulier nécessite un indice de réfraction optique fortement dépendant de l'intensité qui peut moduler les impulsions optiques plus rapidement que même à des échelles de temps de la picoseconde et à des échelles submillimétriques adaptées à la photonique intégrée.

Malgré les progrès considérables réalisés dans ce domaine, il n'existe actuellement aucune plate-forme fournissant de telles fonctionnalités pour le domaine spectral ultraviolet (UV), c'est là que les spectres à large bande générés par modulation non linéaire peuvent être utilisés pour de nouveaux dispositifs de spectroscopie chimique et biochimique ultrarapides sur puce.

Maintenant, une équipe internationale de scientifiques dont l'EPFL ont atteint la non-linéarité géante des états hybrides lumière-matière UV ("excitons-polaritons") jusqu'à la température ambiante dans un guide d'ondes en AlInGaN, un matériau semi-conducteur à large bande interdite derrière la technologie d'éclairage à semi-conducteurs (par exemple, des LED blanches) et des diodes laser bleues.

Publié dans Communication Nature, l'étude est une collaboration entre l'Université de Sheffield, ITMO Saint-Pétersbourg, Université de technologie Chalmers, l'Université d'Islande, et le LASPE de l'Institut de physique de la Faculté des sciences fondamentales de l'EPFL.

Les scientifiques ont utilisé un appareil compact de 100 um de long, mesurer un élargissement spectral non linéaire ultrarapide des impulsions UV avec une non-linéarité 1000 fois plus grande que celle observée dans les matériaux UV non linéaires courants, ce qui est comparable aux appareils polaritons non UV.