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RÉSUMÉ
C’est une évidence, les micro-nanotechnologies ont révolutionné l’optique et l’optoélectronique. La naissance de la nanophotonique, qui désigne le domaine des champs optiques aux échelles sub-longueurs d’onde, le prouve bien, l’utilisation du champ évanescent d’une source optique permettant de repousser les limites de résolution imposée par la diffraction de la lumière. La précision de fabrication de ces composants ultimes atteint réellement le nanomètre, et les techniques instrumentales d’analyse et de manipulation ont elles aussi évolué. Même si les télécommunications optiques restent l'un des moteurs principaux en termes d'innovation, une véritable synergie s'est créée entre la nanophotonique, la nanoélectronique et la biologie.
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INTRODUCTION
Le terme de nano-optique et, plus couramment, celui de nanophotonique désignent un domaine de recherche très actif où l'on cherche à maîtriser et façonner les champs optiques aux échelles sub-longueur d'onde pour réaliser de nouveaux composants optiques ou optoélectroniques. Les principales retombées attendues concernent les télécommunications optiques, les systèmes de visualisation, l'imagerie biomédicale ainsi que les interconnexions optiques à la frontière entre les circuits électroniques et l'optique. Il est important de souligner que, si la nanophotonique bénéficie des micro-nanotechnologies, elle est aussi en retour un puissant moteur de leur développement. C'est en particulier l'un des aspects que nous tentons d'illustrer dans ce dossier.
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Les micro-nanotechnologies qui révolutionnent l'optique et l'optoélectroniqueArticle inclus dans l'offre
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1. Introduction
Jean-Michel LOURTIOZ
Directeur de recherche Institut d’Électronique Fondamentale, Unité Mixte CNRS-Université Paris-Sud, Orsay
et Alexei TCHELNOKOV
Laboratoire d’Électronique et de Technologie de l’Information, Département d’Optronique, CEA, Grenoble [email protected]
Les micro-nanotechnologies constituent aujourd'hui un des axes prioritaires de recherche pour répondre aux nouveaux défis que pose la réduction de taille des composants à des échelles qui côtoient le nanomètre (le millionième de millimètre). Cette course à la miniaturisation et à la densification de l'information concerne différentes disciplines scientifiques, l'électronique évidemment, mais aussi l'optique, la biologie, la chimie, la fluidique, la mécanique...
Nous sommes habitués au concept de nanoélectronique avec la miniaturisation incessante des composants électroniques pour mémoriser et traiter de plus en plus rapidement un nombre croissant d'informations sur les « puces » électroniques. Ainsi, les grandeurs caractéristiques des transistors CMOS approchent peu à peu la dizaine de nanomètres après avoir franchi la barrière fatidique des cent nanomètres à la fin du siècle dernier. Dans ce contexte des micro-nanotechnologies, le concept de nanophotonique apparaît donc, à première vue, naturel avec l'idée que les composants optiques et optoélectroniques puissent suivre une évolution analogue à celle de leurs « frères » électroniques. On perçoit pourtant moins précisément, dans ce domaine, la descente aux échelles de la dizaine de nanomètres, voire du nanomètre, car il n'existe pas de « puce » optique à l'instar de la « puce » électronique et la limite la plus habituelle pour l'optique semble être celle de la longueur d'onde, c'est-à-dire une dimension du micromètre pour les ondes du visible et du proche infrarouge.
CMOS : Complementary Metal Oxyde Semi conductor
Or, ce sont bien les micro-nanotechnologies qui permettent aujourd'hui d'envisager l'intégration massive de composants optiques et optoélectroniques ainsi que le contrôle de la lumière et des champs optiques en deçà de la limite de diffraction. Même si les composants...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LOURTIOZ (J.-M.) - Cristaux photoniques et « gaps » de photons : Aspects fondamentaux. - Article [AF 3 710], Techniques de l'Ingénieur (2004).
-
(2) - LOURTIOZ (J.-M.) - Cristaux photoniques et « gaps » de photons : Propriétés et Applications. - Article [AF 3 711], Techniques de l'Ingénieur (2004).
-
(3) - DE FORNEL (F.) - Evanescent waves : from Newtonian to Atomic Optics. - Série « Optical Sciences », Springer Verlag, Heidelberg (2001).
-
(4) - EBBESEN (T.W.), LEZEC (H.J.), GHAEMI (H.F.), THIO (T.), WOLF (P.A.) - Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays. - Nature, 391, p. 667-669 (1998).
-
(5) - GÉRARD (J.-M.) - Solid-state cavity quantum electrodynamics with quantum dots, dans MICHLER (P.) dir. Single quantum dots : Fundamental, Applications and Novel Concepts. - Topics of Applied Physics 90, Springer, Heidelberg (2003).
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