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Bientôt, les réseaux de télécommunications atteindront les limites physiques des technologies actuelles et devront exploiter des propriétés quantiques de la lumière. Avec ses puces optiques, le professeur Roberto Morandotti et son équipe de l’INRS pavent la voie en repoussant les obstacles techniques de la photonique quantique.
Récemment, ils ont généré directement des paires de photons ayant une polarisation croisée (orthogonale), une première en optique quantique intégrée sur puce. Ainsi, la polarisation s’ajoutera dorénavant aux paramètres contrôlables pour tirer profit de la lumière dans une foule d’applications. Le nouveau dispositif développé à l’INRS permettra de développer des technologies à faible coût, de haute performance et à faible consommation d’énergie.
Intégrer des composantes optiques sur des puces compatibles avec des circuits électroniques sera une des clés des futurs réseaux de télécommunication. L’équipe du professeur Morandotti fait progresser ces puissants outils rapidement. Elle a conçu une puce optique ultrarapide, puis y a ajouté un micro-résonateur en anneau, et enfin un laser très stable intégré. Maintenant, elle s’affaire à contrôler le plus possible de propriétés des photons et des faisceaux lumineux pour augmenter les fonctionnalités et les applications de leurs innovations.
La polarisation de la lumière dans ce contexte n’a pas pu être utilisée à son plein potentiel jusqu’à présent. Morandotti a obtenu des résultats forts prometteurs en misant sur l’effet optique appelé « mélange à quatre ondes » (Four-Wave Mixing). Le dispositif expérimental imaginé par l’équipe de Roberto Morandotti produit des paires de photons de polarité orthogonale tout en éliminant les photons de fréquence indésirable. La grande variété des états quantiques complexes qui peuvent être obtenus par ce dispositif est un atout considérable pour la communication optique et les applications telles que le traitement de signal et la spectroscopie.
Publication prestigieuse
Les résultats de cette recherche sont parus dans la prestigieuse revue révisée par les pairs Nature Communications et sont disponibles en accès libre. L’article intitulé Cross-polarized photon-pair generation and bi-chromatically pumped optical parametric oscillation on a chip (DOI: 10.1038/ncomms9236) a été rendu possible grâce au soutien financier du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, des Centres d’excellence du Conseil de recherche australien, du Fonds de recherche du Québec – Nature et technologie et du programme de bourses individuelles de recherche (Actions Marie Sklodowska-Curie) du 7e programme-cadre de l’Union européenne.
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