Mémoire tampon formée d'un guide d'onde de résonateurs couplés en forme de disques à bord biseauté superposés

La grande vitesse de la lumière permet de sonder les confins du cosmos ou d'avoir des discussions quasi instantanées d'un bout à l'autre du globe. Cependant, dans certains cas, il est préférable de ralentir celle-ci. En télécommunication, les noeuds du réseau orchestrent le passage de toute l'information. Pour l'instant, de lents routeurs électroniques convertissent les signaux lumineux provenant de fibres optiques afin de les analyser et de les diriger vers le prochain noeud du réseau sous forme de signaux lumineux. Ces conversions ainsi que le traitement de l'information consomment énormément d'énergie par effet Joule. Un routeur optique permettrait donc une vitesse accrue du passage de l'information et une baisse de la consommation énergétique. Une ligne à retard optique est nécessaire à ce dispositif pour garder en mémoire le paquet d'informations avant de le rediriger. Ce dispositif sert aussi pour l'ordinateur optique comme mémoire temporaire. En quantique et en optique non linéaire, elle est utilisée pour améliorer l'interaction lumière-matière. Plusieurs structures permettent d'induire un délai telles qu'un long guide d'onde ou un milieu dispersif. Un autre type, le guide d'onde de résonateurs couplés, est intéressant pour sa petite taille et sa grande bande passante. Le couplage de plusieurs résonateurs l'un à la suite de l'autre en une structure périodique permet de ralentir la lumière. Les résonateurs sont caractérisés par le facteur de qualité qui est inversement proportionnel aux pertes optiques. Il est plus élevé pour les disques que les anneaux. L'ajout d'un biseau au bord des disques permet de repousser le mode optique vers le centre du disque et d'améliorer, une fois de plus, le facteur de qualité. Le couplage horizontal n'est cependant plus possible. Le design proposé est donc un guide d'onde de disques biseautés en silice couplés verticalement sur piliers de silicium. L'objectif principal est la preuve de concept de cette structure avec le design, la simulation, la fabrication et la caractérisation de celle-ci. Ainsi, les techniques d'angle de Mach et de photonique 3D sont utilisées pour la microfabrication. Le délai induit maximal est de 85 ps pour une ligne à retard de 11 cavités avec des pertes de 43 dB et une bande passante de 98pm. Les conclusions sont que le facteur de qualité est le paramètre à optimiser puisqu'il limite le délai maximal. Ensuite, il est nécessaire d'ajuster le couplage pour maximiser le ralentissement. La proposition et la fabrication d'un guide d'onde de disques biseautés couplés verticalement sont des premières selon la littérature. Malgré que la ligne à retard peut être encore optimisée, la lumière est bien couplée à l'entrée de la structure et récupérée à la sortie pour un maximum de 11 cavités avec un facteur de ralentissement de 5,8.