La nanophotonique intégrée est aujourd'hui une technologie porteuse d'innovation et d'importance première pour le développement industriel. Son potentiel provient de sa capacité à gérer des débits de données toujours plus grands, et ce avec une consommation des composants associés intrinsèquement faible. Au delà des retombées dans le domaine de l'Internet et des Télécommunications, la nanophotonique integrée pourrait répondre à d'autres enjeux dans un grand nombre de domaines stratégiques, comme l'énergie, l'environnement, la santé... en permettant d'associer diverses fonctionalités optiques sur une même puce. Cependant, le nombre de fonctions optiques aujourd'hui intégrables sur une même platforme, reste limité. Afin d'accroître le nombre de fonctionalités intégrées et étendre la diversité des fonctions optiques implémentées, de nouvelles approches sont à présent poursuivies. On peut ainsi mentionner (i) l'extension de la nanophotonique aux matériaux grand gap, tels que le GaP, GaN, AlN ou diamant, autorisant la réalisation de nouvelles fonctions grâce à leurs propriétés piesoélectriques, leur fort coefficient non-linéaire ou leur biocompatibiié, (ii) l'intégration de dispositifs actifs performants en semiconducteurs III-V sur plateforme Silicium, permettant de combiner les avantages respectifs des matériaux actifs avec les technologies avancées sur Silicium et (iii) le développement de concepts et architectures de rupture exploitant par exemple la convergence entre nanophotonique et nanomécanique et ouvrant la voie à des dispositifs compacts de traitement du signal sur puce tirant profit de l'interaction phonon-photon.

Ces trois lignes directrices sont au coeur du projet CONDOR. Les défis relevés seront plus particulièrement : (i) la réalisation de biosenseurs optiques sans marquage et temps réel à cristaux photoniques sur diamant, tirant partie de l'extrême sensibilité des senseurs à résonateurs optiques et de la biocompatilité du diamant; (ii) la réalisation de dispositifs non-linéaires hybrides réalisant une amplification sensible à la phase et produisant des peignes de fréquences optiques, en tirant partie de l'intégration de semiconducteurs grand gap fortement non-linéaires sur circuit optique passif silicium; (iii) la réalisation d'oscillateurs micro-ondes monolithiques et intégrés, exploitant le couplage optomécanique dans des plateformes à cristaux photoniques en semiconducteur III-V intégrées sur des guides d'onde Silicium.

Ce projet est de nature fortement pluridisciplinaire et multiphysique. Il s'appuie sur une synergie de compétences diverses, au croisement entre croissance de matériaux innovants pour la photonique, nanotechnologie, nanophotonique non-linéaire, nano-optomécanique et photonique micro-onde. Ces compétences sont rassemblées au sein du Consortium, grâce à la collaboration entre les quatre partenaires: le Laboratoire de Photonique et de Nanostructures, l'Institut d'Electronique Fondamentale, le Laboratoire Capteur Diamant et Thales Research and Technology. Tout en adressant des défis scientifiques de premier plan, le projet CONDOR répondra à certains enjeux des filières industrielles associées, en rassemblant 3 partenaires académiques et un acteur économique majeur du domaine. Les retombées du projet CONDOR ne se limitent pas aux senseurs pour la biologie, le traitement nonlinéaire du signal optique sur puce ou la photonique micro-onde. Les résultats issus de ce projet trouveront un écho dans des domaines variés, parmi lesquels on peut mentionner : la métrologie et senseurs de force, le traitement optique avancé du signal sur puce, les architectures neuromorphiques optiques, l'optique et traitement de l'information quantiques....

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