Tels des enfants démontant leurs jouets préférés, des physiciens du solide spécialisés en électronique triturent depuis une dizaine d'années leurs matériaux de prédilection, les semi-conducteurs, en les perçant d'une multitude de petits trous. Quelle mouche les a donc piqués ? Simplement, ils ont découvert qu'en perçant ainsi les matériaux phares de l'électronique, ils pouvaient canaliser avec profit d'autres particules, les photons, qui sont à la lumière ce que les électrons sont au courant électrique. Et comme il y a des métaux isolants pour les électrons, ils cherchent des matériaux isolants pour les photons, c'est-à-dire des miroirs parfaits grâce auxquels contrôler la lumière deviendra un jeu d'enfant. Ces sortes de gruyères à photons, plus savamment appelés cristaux photoniques, sont d'ailleurs déjà prêts à envahir les hautes technologies, des téléphones portables aux éclairages urbains ou domestiques en passant par les fibres optiques des communications transatlantiques ou les circuits intégrés de l'électronique. Avec, à chaque fois, un gain de temps, d'espace et d'énergie, puisque ces cristaux permettent un contrôle idéal des photons." Photons et électrons ont de remarquables similitudes de comportement physique et même mathématique. Mais les photons ont l'avantage sur les électrons d'être plus rapides et, surtout, de ne pas interagir entre eux. Des faisceaux de lumière peuvent se croiser sans perte d'information sur l'un ou l'autre des faisceaux ", explique Alexei Tchelnokov, chercheur à l'Institut d'électronique fondamentale d'Orsay. Les cristaux photoniques sont en fait des miroirs quasi parfaits, capables de réfléchir totalement toutes les ondes depuis les ondes radio jusqu'aux ultra-violettes en passant par les visibles. Muni de tels murs à photons, il est possible de capturer, contrôler ou guider la lumière à sa guise selon les applications désirées. Par exemple, isoler la tête d'une personne des ondes radio de son téléphone portable en posant l'antenne sur des cristaux photoniques. Eli Yablonovitch, un professeur américain d'opto-électronique, développe des antennes plates à cristaux photoniques adaptées aux ondes radio et donc en particulier aux téléphones portables. A tout seigneur, tout honneur, puisque ce chercheur est aussi l'homme qui lança en 1987 la ruée vers les cristaux photoniques. En France, le CNRS dispose d'un réseau de laboratoires en pointe dans cette course. Cet engouement a été renforcé par d'importants succès ces deux dernières années : premier cristal photonique tridimensionnel dans le domaine visible, premier laser à base de cavités photoniques, premier guide d'ondes à angle droit à l'échelle du micromètre...Outre les applications en radiofréquence, les laboratoires sont en quête des futurs composants de l'ère photonique. Adieu donc fil de cuivre, transistors et autres diodes électroniques, place aux micro-lasers, aux guides optiques et autres mini-filtres.
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