Améliorer les guides d'ondes plasmoniques
Pour exploiter pleinement les canaux de communication optique haut débit, dans les architectures intégrées de centres de données et les systèmes de routage, il fait utiliser des composants avec un encombrement, une consommation et une latence réduits. Les systèmes d'interconnexion optique plasmoniques représentent une solution prometteuse, pourvu que l'on puisse contrôler leurs fonctions de commutation et de routage. Le projet ALLOPLASM («Tunable liquid-crystal long-range surface plasmon polariton components»), financé par l'UE, a mis au point un nouveau composant plasmonique de commutation, destiné à la photonique intégrée et contrôlé de manière électro-optique par des cristaux liquides nématiques. Il a fallu pour cela concevoir, analyser, modéliser et fabriquer des structures plasmoniques perfectionnées, disposant de couches de cristaux liquides capables d'effectuer les fonctions de commutation voulues. Les chercheurs d'ALLOPLASM ont appliqué diverses méthodes numériques pour l'analyse électromagnétique des guides d'onde et pour étudier l'orientation des cristaux liquides. En outre, ils ont appliqué une méthode par éléments finis pour gérer le caractère anisotrope du guide d'onde plasmonique à cristaux liquides. Grâce à l'expansion en mode propre, les chercheurs d'ALLOPLASM ont conduit une analyse rigoureuse de la propagation de la lumière dans des composants plasmoniques longitudinaux de commutation. En outre, ils ont analysé des matériaux à forte dispersion et conçu des méthodes dans le domaine temporel pour étudier la photonique des cristaux liquides et la structure plasmonique. Avec ces outils numériques, les scientifiques ont pu concevoir et étudier divers composants plasmoniques plus performants, et utilisant des cristaux liquides pour l'interconnexion optique. Il s'agit notamment d'atténuateurs et de déphaseurs plasmoniques en ligne, variables et longue portée, de commutateurs de coupleurs directionnels plasmoniques pour des architectures planes ou 3D à plusieurs niveaux, et de déphaseurs plasmoniques en ligne à charge diélectrique. Dans tous les cas, les propriétés de commutation ont été induites par le contrôle électro-optique de couches et de cavités en cristaux liquides, conçues de manière adéquate. Ceci a réduit la consommation bien au-delà de celle des commutateurs plasmoniques thermo-optiques. Les chercheurs ont fabriqué et caractérisé des échantillons expérimentaux. Les composants plasmoniques du projet devraient apporter une solution à très faible consommation pour les interconnexions optiques entre ou à l'intérieur de circuits.
Mots‑clés
Guide d'ondes plasmonique, cristal liquide, composant plasmonique, canal de communication, interconnexion optique, plasmon de surface, polariton, composant de commutation, matériau de type cristal liquide, contrôle électro-optique
