Des horloges optiques pour des applications spatiales
Le projet CHRONOS (Route to on-chip resonating optical clocks via nonlinear optics) a recherché de nouveaux principes de fonctionnement pour la commande du blocage de mode-phase dans des peignes de fréquence optique à base de microcavité (OFC). Son objectif était de construire des horloges optiques précises à taux de répétition très élevés. Les travaux du projet se sont basés sur un nouveau principe de blocage de mode pour lasers à taux de répétition élevé (> 200 GHz) intégrant un résonateur non linéaire de grande qualité dans une cavité de laser optique. Un tel schéma fournit un train d'impulsion stable de blocage de mode plein pour le blocage simple et efficace de la phase d'un OFC induit par un mélange à quatre ondes dans un résonateur. Singulièrement, la conception est une simple cavité de fibre. La fibre est l'élément actif qui fournit au laser le gain nécessaire alors que le micro-résonateur se charge du mélange à ondes des modes. Le projet a conçu le contrôle des paramètres pour le laser à cavité intégré. Le schéma du laser à la base de la dernière génération de paires de photons corrélées en croix a été publié dans les revues Optics Express et Nature Communications. L'étude expérimentale du laser ciblait un ensemble plus général de filtres non linéaires en vue de démontrer un régime alternatif de blocage de modes. Les résultats ont été présentés récemment lors de conférences internationales et leur publication est en cours de préparation. L'étude détaillée de la dynamique de mélange à quatre ondes développée a permis une étude sur la stabilité des faisceaux optiques, publiée dans Physical Review Letters, avec des effets intéressants pour les guides d'ondes optiques d'écriture directe au laser. L'équipe a développé et publié une approche innovante de caractérisation du bruit du laser. La recherche ne s'est pas contentée de démontrer les valeurs évoquées ci-dessus, mais également le potentiel de développement d'un banc d'essai d'utilisation générale extrêmement simple, facile à gérer, pour une classe générale de technologies optiques. Le projet représentait un défi théorique et expérimental: il ciblait la définition d'une nouvelle classe d'horloges optiques par des approches avancées de la science non linéaire pour établir de nouvelles connaissances interdisciplinaires fondamentales. Le projet a pu améliorer la compétitivité de l'industrie photonique européenne grâce au développement de sources photoniques ultra rapides pour de nombreuses applications.
Mots‑clés
Horloges optiques, laser, CHRONOS, optique non linéaire, peignes de fréquence optique, résonateurs
