💥 Ils construisent par erreur une puce laser générant toutes les couleurs de l'arc-en-ciel

Une découverte fortuite ouvre de nouvelles perspectives pour nos systèmes de communication. Alors qu'ils travaillaient au perfectionnement des systèmes LiDAR, des scientifiques ont observé un phénomène inattendu qui pourrait bien révolutionner notre façon de transmettre l'information.

L'équipe du laboratoire de Michal Lipson cherchait initialement à développer des puces capables de produire des faisceaux lumineux plus intenses pour les applications LiDAR. En augmentant progressivement la puissance traversant leurs dispositifs, ils ont remarqué l'apparition spontanée d'un peigne de fréquences. Cette structure lumineuse particulière se compose de multiples couleurs parfaitement espacées, semblable aux dents régulières d'un peigne. Chaque fréquence lumineuse peut transporter son propre flux de données sans interférence avec les autres, multipliant ainsi les capacités de transmission.


Jusqu'à présent, la génération de peignes de fréquences puissants nécessitait des systèmes laser encombrants et coûteux. L'innovation de l'équipe réside dans l'intégration complète de cette fonctionnalité sur une simple puce photonique. Andres Gil-Molina, ancien chercheur postdoctoral dans le laboratoire, souligne que cette technologie répond parfaitement aux besoins croissants des centres de données. Elle permet de remplacer des racks entiers de lasers individuels par un dispositif unique et compact, offrant des gains significatifs en termes d'efficacité énergétique et d'encombrement.

L'enjeu technique principal consistait à maîtriser la lumière produite par des diodes laser multimodes, connues pour leur puissance mais aussi leur manque de cohérence. Les chercheurs ont développé un mécanisme de verrouillage exploitant les propriétés de la photonique sur silicium pour purifier et stabiliser le faisceau lumineux. Une fois cette étape accomplie, les propriétés optiques non linéaires de la puce entrent en jeu, divisant le faisceau unique en de multiples couleurs parfaitement espacées.

Cette avancée arrive à point nommé face à l'explosion des besoins en traitement des données, particulièrement avec le développement de l'intelligence artificielle. Les centres de données modernes utilisent déjà des liaisons par fibre optique, mais la plupart fonctionnent encore avec des lasers à longueur d'onde unique. La technologie du peigne de fréquences permet de faire circuler des dizaines de faisceaux parallèles dans la même fibre, reprenant le principe du multiplexage en longueur d'onde qui a transformé Internet dans les années 1990.

Les applications potentielles dépassent largement le domaine des télécommunications. Ces puces photoniques compactes pourraient équiper des spectromètres portables, des horloges optiques de haute précision, des dispositifs quantiques miniaturisés et... des systèmes LiDAR améliorés. Michal Lipson considère cette réalisation comme une étape importante dans le développement de la photonique sur silicium, une technologie devenant essentielle à notre infrastructure numérique quotidienne.