Le domaine des circuits intégrés photoniques se concentre sur la miniaturisation des éléments photoniques et leur intégration dans des puces photoniques, des circuits qui effectuent une gamme de calculs en utilisant des photons, plutôt que des électrons comme ceux utilisés dans les circuits électroniques.
La photonique à base de silicium est un domaine en développement pertinent pour les centres de données, l'intelligence artificielle, l'informatique quantique, etc. Il permet une énorme amélioration des performances des puces et de leur rapport coût-bénéfice car il est basé sur la même matière première que les puces qui sont les plus répandues dans le monde de l'électronique.
Cependant, bien qu'ils bénéficient d'un processus de production lithographique bien développé, qui permet une production précise des dispositifs souhaités, les instruments ne permettent pas encore une cartographie précise des caractéristiques optiques de la puce. Cela inclut le mouvement de la lumière interne, une capacité cruciale compte tenu de la difficulté de modéliser l'effet des défauts de fabrication et des inexactitudes, en raison des dimensions minuscules des appareils.
Un nouvel article rédigé par des chercheurs de la Faculté de génie électrique et informatique Andrew et Erna Viterbi du Technion s'attaque à ce défi, en montrant une imagerie lumineuse avancée dans des circuits photoniques sur des puces. La recherche, publiée dans la revue Optica , a été dirigé par le professeur Guy Bartal, chef du Laboratoire de recherche photonique avancée, et le doctorant Matan Iluz, en collaboration avec le groupe de recherche du professeur Amir Rosenthal. Les étudiants diplômés Kobi Cohen, Jacob Kheireddine, Yoav Hazan et Shai Tsesses ont également participé à la recherche.
Les chercheurs ont exploité les caractéristiques optiques du silicium pour cartographier la propagation de la lumière sans nécessiter une action invasive d'aucune sorte, susceptible de perturber ou d'altérer la puce. Ce processus comprend la cartographie du champ électrique des ondes lumineuses et la définition des éléments qui affectent le mouvement de la lumière :les guides d'ondes et les séparateurs de faisceau.
Le processus fournit des images et des enregistrements vidéo en temps réel de la lumière à l’intérieur de la puce photonique, sans avoir à endommager la puce et sans perdre de données. Ce nouveau processus devrait améliorer les processus de conception, de production et d'optimisation des puces photoniques dans divers domaines, notamment les télécommunications, le calcul haute performance, l'apprentissage automatique, la mesure des distances, l'imagerie médicale, la détection et l'informatique quantique.
Plus d'informations : Matan Iluz et al, Dévoilant l'évolution de la lumière dans les circuits intégrés photoniques, Optica (2023). DOI :10.1364/OPTICA.504397
Informations sur le journal : Optique
Fourni par Technion - Institut israélien de technologie
