Une équipe de l’EPFL a réalisé une avancée majeure en photonique intégrée en développant un laser ultrarapide directement sur une puce. Jusqu’ici, ces lasers, capables de produire des impulsions lumineuses extrêmement brèves, restaient généralement associés à des équipements de laboratoire volumineux, coûteux et difficiles à déployer hors d’environnements spécialisés.
La puce mise au point à Lausanne génère des impulsions de seulement 147 femtosecondes, avec une énergie de 1,05 nanojoule. Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé une architecture appelée oscillateur de Mamyshev, longtemps peu exploitée en photonique intégrée. Cette conception permet de produire des impulsions stables et puissantes dans un dispositif miniaturisé en nitrure de silicium dopé à l’erbium.
L’intérêt est considérable : une cavité laser de 42 centimètres peut être repliée dans un espace de la taille d’une tête d’allumette. Comme ces puces peuvent être fabriquées à l’échelle d’un wafer, plus de 1’000 cavités laser pourraient être produites en une seule fois, ouvrant la voie à des systèmes ultrarapides plus compacts et moins coûteux.
Les applications potentielles sont nombreuses. Ces lasers pourraient être utilisés pour la détection de polluants, l’analyse de matériaux, le diagnostic médical, la spectroscopie ou encore les horloges atomiques optiques compactes. Avec cette avancée, l’EPFL rapproche une technologie longtemps réservée aux laboratoires d’applications portables, industrielles et médicales.