Nous présentons une nouvelle approche d'oscillateur électro-optomécanique à faible bruit de phase fonctionnant directement aux fréquences GHz. L'oscillateur nanométrique mis au point est un cristal optomécanique unidimensionnel en GaP, intégré de manière hétérogène sur un circuit en silicium sur isolant. Grâce à la forte interaction entre le mode optique à la longueur d'onde de télécommunication et le mode mécanique dans les GHz, des oscillations mécaniques ultra-pures sont possibles et directement imprimées sur une porteuse optique. Une stabilisation supplémentaire est obtenue grâce à une boucle de rétroaction opto-électronique retardée utilisant l'auto-injection électromécanique intégrée. Nous obtenons ainsi une stabilité à court terme de 0,7 Hz et à long terme, une déviation d'Allan inférieure à 10-7 Hz/Hz avec un temps de moyennage de 10 s. Ceci représente une étape importante vers des oscillateurs optomécaniques entièrement intégrés. L'intégrabilité et le faible bruit de phase de cet oscillateur répondent à certains des besoins les plus importants des oscillateurs optoélectroniques et ouvrent la voie à des oscillateurs micro-ondes intégrés sur puce pour des applications micro-ondes telles que les RADAR.
References
Sub-Hz Closed-Loop Electro-Optomechanical Oscillator with Gallium Phosphide Photonic Crystal Integrated on SoI Circuitry
Róbert Horváth1, Giuseppe Modica1, Inès Ghorbel2, Grégoire Beaudoin1, Konstantinos Pantzas1, Isabelle Sagnes1, Aude Martin2, Alfredo De Rossi2, Sylvain Combrié2, and Rémy Braive1
ACS Photonics 2023
DOI : https://doi.org/10.1021/acsphotonics.3c00074
Affiliations
1 Centre de Nanosciences e de Nanotechnologies, CNRS, Université Paris Saclay, Palaiseau, France
2 Thales Research and Technology, Campus Polytechnique, Palaiseau, France
Mots-clefs : optomécanique, cristal photonique 1D, oscillateurs, intégration hétérogène, bruit de phase, boucle de rétroaction optoélectronique
Figure : Image au microscope électronique à balayage (MEB) d'un cristal optomécanique unique (coloré en bleu) sur un guide d'ondes SOI (rouge) avec les électrodes (jaunes) encadrant le dispositif.
Contact : Rémy Braive
