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GRAphene nonlinear PHotonic Integrated CircuitS

Description du projet

Dispositifs photoniques hybrides pionniers pour le traitement optique avancé

Financé par le Conseil européen de la recherche, le projet GRAPHICS entend mettre au point des dispositifs photoniques innovants utilisant une plateforme hybride graphène/semiconducteur pour le traitement de signaux entièrement optiques. Les architectures qui en résultent pourraient contribuer à faire progresser le routage et le traitement optiques sur les puces de silicium, au profit des applications de communication, de télécommunication et d’interconnexion. GRAPHICS fera également le lien entre la photonique et la microélectronique en créant des plateformes compatibles avec le CMOS. Les activités du projet se concentreront sur deux types de dispositifs optiques non linéaires, tous deux exploitant les caractéristiques non linéaires uniques du graphène: les microlasers III-V/Si intégrés et pulsés et les dispositifs de traitement des signaux entièrement optiques. La possibilité de régler électriquement les propriétés du graphène permettra de créer des dispositifs optiques flexibles et reconfigurables. Les travaux de GRAPHICS contribueront à créer une nouvelle génération de circuits photoniques intégrés, le graphène jouant un rôle essentiel dans la gestion des données optiques à grande vitesse.

Objectif

"GRAPHICS aims at developing novel chip-based photonic devices for all-optical signal processing in graphene/ semiconductor hybrid platforms. The resulting architectures will be the cornerstone of a disruptive optical routing and processing technology on silicon chips for communications as well as Datacom and interconnect applications. These will also pave the way towards the photonic-microelectronic convergence, through the realization of CMOS compatible platforms.
Our research program will focus on two main classes of nonlinear optical devices: (1) integrated pulsed III-V/ Si microlasers, and (2) all-optical signal processing devices, relying on two distinct nonlinear features of graphene, i.e. its saturable absorption and its nonlinear Kerr response, respectively. In addition, the capability of tuning graphene properties electrically will allow us to create fundamentally flexible and reconfigurable intelligent optical devices.
The two classes of nonlinear devices targeted in the project represent significant achievements in their own right. However, they share some scientific and technological challenges. For instance, relevant strategies must be found for enhancing the typically low interaction of light with the monolayer of carbon atoms, as needed for the device miniaturization. Here, we will combine graphene with the nanophotonic toolbox -microcavities, or slow light photonic crystals- to enhance the light-graphene interaction and realize compact chip-scale devices. More fundamentally, these two classes of nonlinear devices will jointly contribute to shape the long-term vision of a fully integrated photonic platform, in which the pulsed microlaser delivers directly on-chip the optical peak power necessary to trigger all other ""intelligent"" devices onto the same circuit. GRAPHICS will therefore help to ""draw"" a novel generation of photonic integrated circuits and architectures, with graphene playing a key role, to be used for managing high-speed optical data."

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Institution d’accueil

ECOLE CENTRALE DE LYON
Contribution nette de l'UE
€ 1 917 537,00
Adresse
AVENUE GUY DE COLLONGUE 36
69134 Ecully
France

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Région
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Rhône
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 999 257,00

Bénéficiaires (3)