Optique intégrée sur niobate de lithium

Optique intégrée sur niobate de lithium


Optique intégrée sur niobate de lithium

OPTINIL est la plateforme de l'INPHYNI dédiée à la conception et la réalisation de circuits photoniques, principalement sur des substrats de niobate de lithium (LN), mais aussi sur LN dopé (Mg:LN), ou encore tantalate de lithium (LT).

Expertise

La réalisation d'un circuit photonique nécessite différentes étapes, toutes effectuées au sein d'OPTINIL :

  • la conception du circuit (combinaison de fonctions, design des masques de photolithographie, modélisation de guides d'ondes…),
  • le report des motifs de la puce sur le substrat par lithographie optique*,
  • l’exacerbation des effets non-linéaire par inversion périodique de la polarité du cristal (PPLN : Periodically Poled Lithium Niobate),
  • la création de guides d'onde par échange protonique doux (SPE : Soft Proton Exchange, technique originale mise au point au laboratoire qui consiste en un échange à haute température et taux d'acidité contrôlée),
  • l'élaboration de modulateurs dynamiques de l'indice de réfraction reposant sur l'effet électrooptique,
  • la découpe, le polissage et le packaging des circuits.

Moyens technologiques et méthodes de caractérisation

La plateforme a accès à une vaste gamme d'outils de fabrication :

  • photolithographie*, lithographie électronique*, 
  • dépôt de couches minces* (SiO2, Cr, Au, Ni…), 
  • gravure chimique*, 
  • système d'étuves à haute température et haute pression en milieu acide contrôlé, 
  • atelier d'optique (scie de découpe de verres et cristaux, polisseuses, fours…), 

et dispose de nombreux outils de caractérisation : 

  • propriétés cristallographique en DRX*, 
  • pertes à la propagation dans les guides d'onde par interférométrie Fabry-Perot, 
  • efficacité des convertisseurs non linéaires par génération de fréquence(s), 
  • conservation des propriétés non linéaires optiques par SHG de surface en réflexion, 
  • profilage d'indice des guides d'ondes par spectroscopie M-lines, 
  • visualisation des motifs de poling en microscopie optique, microscopie électronique* (MEB) ou microscopie à force atomique* (AFM, PFM).

*via un accord d'étroite collaboration avec le Service Commun de Recherche du CRHEA et plus spécifiquement au sein de la salle blanche de la plateforme technologique CRHEATEC.