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Génération de seconde harmonique dans le silicium, par la contrainte


Les technologies pour l’électronique sont applicables à la photonique pour transmettre, moduler et détecter la lumière. Pour travailler à plusieurs longueurs d’onde, accroître le stockage optique ou réaliser des amplificateurs sélectifs, il est nécessaire de pouvoir doubler la fréquence de l’onde optique. Or un cristal de silicium, de structure centro-symétrique, a une susceptibilité électrique du 2ème ordre nulle, qui interdit le phénomène,… sauf si on lui applique des contraintes mécaniques.

Publié le 12 avril 2012

​C’est ce qu’a démontré théoriquement et expérimentalement une équipe du CEA-Iramis, en collaboration avec des chercheurs des universités de Modène, Trento, Brescia et Berkeley. Le dépôt d’une « sur-couche » de SiNx sur un guide d’onde en silicium suffit à le déformer de sorte que sa susceptibilité du 2ème ordre atteigne celle du niobate de lithium, un des meilleurs cristaux non linéaires. Ce résultat laisse désormais envisager le développement de circuits intégrés basés sur les non-linéarités au second ordre du silicium contraint.

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