Le rayonnement térahertz décrit une bande d’ondes sur le spectre électromagnétique dont les fréquences sont supérieures aux micro-ondes utilisées dans les technologies de télécommunications comme le Wi-Fi, mais inférieures à la lumière infrarouge des lasers et des fibres optiques, a indiqué l'Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Leurs courtes longueurs d’onde signifient que les signaux térahertz (THz) peuvent transmettre de grandes quantités de données très rapidement, mais connecter le rayonnement THz aux technologies optiques et micro-ondes existantes s’est avéré extrêmement difficile.
En 2023, des scientifiques du Laboratoire de photonique hybride de l'EPFL ont fait un pas pour combler ce fossé. Ils ont créé une puce photonique extrêmement fine en niobate de lithium qui produit des ondes THz finement ajustables lorsqu’elle est connectée à un faisceau laser. Aujourd’hui, des chercheurs de l'EPFL et d'Harvard présentent une nouvelle conception qui non seulement génère des ondes THz, mais détecte également les ondes entrantes en les convertissant en signaux optiques. Cette conversion bidirectionnelle sur une seule plate-forme miniaturisée est une étape essentielle pour combler les lacunes dans les domaines THz et optique, souligne l'EPFL. « En plus de démontrer la première détection d’impulsions THz sur une puce de circuit photonique au niobate de lithium, nous avons généré des champs électriques THz plus de 100 fois plus puissants et avons multiplié la largeur de bande par cinq (passant de 680 GHz à 3,5 THz) », explique Cristina Benea-Chelmus, responsable du Laboratoire de photonique hybride.
Yazan Lampert, principal auteur, précise que la conception innovante de l’équipe porte sur l’intégration de structures de la taille d’un micron appelées lignes de transmission dans la puce photonique. « Nous pouvons contrôler les impulsions optiques et THz sur la même plateforme simplement grâce à notre conception de circuit miniaturisée. Notre approche combine des circuits photoniques et des circuits THz sur un seul appareil avec une bande passante sans précédent », déclare Yazan Lampert. L’équipe travaille déjà à la miniaturisation complète de la puce pour permettre une intégration dans la prochaine génération de systèmes de communication et de télémétrie, tels que ceux utilisés dans les voitures autonomes.
EPFL : https://actu.epfl.ch/news/une-puce-photonique-terahertz-pour-les-communica-2/
