Une diode est un composant électronique qui laisse passer le courant électrique dans un sens et le bloque dans l’autre. Son équivalent optique vient d'être inventé par des chercheurs du MIT et constitue une avancée décisive vers fabrication de puces entièrement photoniques sur silicium qui seront au cœur des appareils électroniques de demain.
Dans de nombreux systèmes de communication optique actuels, les données transitent sous forme de signal lumineux via des fibres optiques. Une fois le signal optique arrivé à sa destination, il est converti sous forme électronique, traité par des circuits électroniques et ensuite reconverti en signal lumineux à l’aide d’une diode laser. Le nouveau dispositif créé par les chercheurs du MIT pourrait éliminer ces étapes de conversion, permettant au signal lumineux d'être traité tel quel.
A l’instar de la diode électronique, la ''diode optique'' crée un passage à sens unique pour le signal lumineux. « Cela est essentiel, explique Caroline Ross, professeur au MIT et coauteur de la publication scientifique en ligne sur cette découverte dans le journal Nature Photonics. Sans un tel dispositif, des réflexions parasites pourraient déstabiliser les lasers utilisés pour produire les signaux optiques et réduire l'efficacité de la transmission de données. Actuellement, un dispositif discret appelé isolateur est utilisé pour exécuter cette fonction, mais le nouveau système permettrait à cette fonction de faire partie de la même puce qui effectue d'autres tâches de traitement du signal ».
Pour développer le dispositif, les chercheurs ont dû trouver un matériau à la fois transparent et magnétique, deux caractéristiques rarement réunies. Ils ont fini par utiliser une forme d'un matériau appelé grenat, qui est normalement difficile de pousser sur les plaquettes de silicium utilisées pour les puces électronique. Le grenat présente la caractéristique de transmettre de façon différente la lumière dans une direction et dans l'autre, à cause d’une différence d’indice de réfraction. Un film mince de grenat a été déposé pour couvrir la moitié d'une boucle reliée à un canal transmission lumineuse sur la puce. Résultat : dans un sens, la lumière passe librement, tandis que, dans l'autre sens, elle est détournée dans la boucle.
