Un groupe de recherche du NIMS (National Institute for Materials Science) au Japon a conçu un dispositif optique non-linéaire réalisant sur silicium le plus haut taux de conversion du monde. Un tel dispositif exploite le comportement non-linéaire de la lumière dans un champ électrique. Ses principales applications sont la modulation de la longueur d'onde d'un rayon laser et l'interrupteur optique.
Le taux de conversion de longueur d'onde de ce nouveau dispositif est d'environ 1%, dépassant largement le 0.001% réalisé jusqu'alors. Le milieu non-linéaire utilisé est un niobate de lithium dopé au magnésium (LiNbO3:Mg ). Dans un premier temps, un monocristal de silicium et le LiNbO3:Mg sont assemblés puis polis afin de créer un premier guide d'onde plan. Une structure d'inversion de polarisation périodique est ensuite réalisée. Enfin, par un procédé de gravure sèche excluant le coeur du cristal, un guide d'onde à moulure est fabriqué. Le guide d'onde permet de piéger le faisceau lumineux et d'éviter ainsi les pertes par fuite. C'est donc la combinaison du guide d'onde et de l'inversion de polarisation qui a permis d'atteindre un taux de conversion remarquablement élevé.
Le dispositif crée mesure 12 mm et la bande de longueur d'onde où la conversion est possible est située autour de 1,5 microns, zone de transparence du silicium. Le taux de 1% a été atteint en convertissant une onde de 1,5815 microns en 0,7907 microns. Ceci est pour comparaison mille fois plus élevé que le taux de conversion par effet Raman dans du silicium.
La bande de longueur d'onde de 1,5 microns étant celle utilisée dans les télécommunications (fibres optiques), le NIMS redonne un nouvel élan au "silicon photonics".
