Une révolution dans les réseaux de communication optique
À l'ère de l'information, la croissance rapide du trafic de données exige des approches radicalement nouvelles pour la transmission de données à haute vitesse, qui nécessitent une augmentation considérable de la bande passante et de l'efficacité énergétique. Les peignes de fréquences optiques, qui grâce à leur précision permettent de mesurer différentes couleurs (ou fréquences) de la lumière, sont également susceptibles de révolutionner le débit des réseaux de communication optique. Les peignes de fréquence intégrés dans une puce constituent donc une option prometteuse, notamment lorsqu'on les combine avec d'autres micropuces codant des informations sur chaque raie du peigne. Le projet ENTERAPIC, financé par l'UE, a montré l'énorme potentiel de cette approche en créant de nouveaux concepts de systèmes et de dispositifs pour des interconnexions optiques de grande capacité et à faible consommation d'énergie à l'intérieur et entre les centres de données. «Les interconnexions optiques fournissant des débits de données de plusieurs térabits sont l'option la plus prometteuse pour surmonter les goulets d'étranglement des centres de données à l'échelle d'entrepôt et les réseaux de communication mondiaux», déclare Christian Koos, coordinateur du projet. Ce projet repose sur le développement de modulateurs électro-optiques à faible consommation d'énergie, des dispositifs qui transforment les signaux électriques en signaux optiques. «Nos dispositifs combinent les guides d'ondes photoniques au silicium traditionnels avec des matériaux organiques optimisés au niveau moléculaire», explique M. Koos. «Ces dispositifs sont ceux qui consomment le moins d'énergie actuellement et ils constituent une solution attrayante pour des émetteurs-récepteurs à débit térabit et à l'échelle de la puce, pour lesquels la consommation d'électricité devient cruciale.» Des succès importants Au cours du projet, plusieurs réalisations importantes ont été accomplies. Au niveau des modulateurs électro-optiques, l'équipe a non seulement démontré une faible consommation d'énergie, mais également établi un record en matière de vitesse de transmission. Le projet a également réalisé et testé à des taux de données de plusieurs térabits des sources de peignes de fréquences à l'échelle de la puce, basées sur des modulateurs électro-optiques, des lasers à semi-conducteur à commutation de gain, et des micro-résonateurs Kerr non linéaires. Pour assembler tous les composants dans un système de communication utilisable, les chercheurs ont développé le concept de microcâblage photonique. «Le microcâblage photonique repose sur l'impression en 3D de guides d'ondes à l'échelle nanométrique, environ 100 fois plus fins qu'un cheveu humain», déclare M. Koos. «Cette idée nous est venue au cours du projet, et nous avons été surpris de voir à quel point elle fonctionne bien.» Globalement, ces approches permettent aux chercheurs de réaliser des systèmes de récepteur-émetteur présentant des performances et une efficacité sans précédent. «Il est urgent de disposer de tels systèmes afin d'établir les bases durables nécessaires à la croissance du trafic de données», déclare M. Koos. Lancement d'une entreprise dérivée Suite à la conclusion du projet, des chercheurs ont récemment lancé une entreprise dérivée de haute technologie proposant des services et technologies dans le domaine de l'intégration photonique à grande échelle. «Vanguard Photonics a pour objectif d'exploiter les percées réalisées par le projet ENTERAPIC, particulièrement en ce qui concerne les techniques de nanofabrication additive pour le conditionnement et l'assemblage des circuits intégrés photoniques et des modules photoniques à puces multiples», ajoute M. Koos. «En conséquence, nous espérons répondre aux besoins d'un large éventail d'applications dans les technologies de l'information et des communications, les applications médicales, les sciences de la vie et la métrologie et la détection industrielles.»
Mots‑clés
ENTERAPIC, centre de données, communications, TIC, interconnexions optiques