C'est une révolution, ou plutôt une mini-révolution ! Le « petit frère » du laser, l'oscillateur paramétrique optique (OPO), a enfin été miniaturisé. Créé dès les années soixante, le dispositif était trop gros et complexe pour être exploité par l'industrie électronique. Baptisée « micro-OPO » – puisqu'elle mesure à peine huit micromètres d'épaisseur –, la nouvelle structure, développée au laboratoire Pierre Aigrain (1) avec l'aide du Laboratoire de photonique et de nanostructures du CNRS, suscite déjà l'intérêt : protégée par un brevet CNRS, objet d'une publication dans Nature (2), elle a été financée en partie par la Direction générale de l'armement. Et pour cause : elle ouvre notamment la voie à une détection sans faille du piratage des télécommunications.

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    Schéma de principe d'un oscillateur paramétrique optique.

    Schéma de principe d'un oscillateur paramétrique optique.

    L'OPO ? Il s'agit d'un dispositif optique capable de générer deux faisceaux intenses de lumière pour transmettre des informations ou sonder la matière. Il est constitué d'une partie « active », qui produit des photons jumeaux, placée dans une cavité « passive » pour amplifier le processus. Déjà, de nombreux travaux avaient été menés sur le milieu actif pour miniaturiser le dispositif. En vain. Jérôme Tignon et son équipe se sont donc concentrés sur la partie passive et ont mis à profit dix années de recherche fondamentale sur les microcavités. L'astuce ? Selon notre chercheur : « Lier, deux à deux, trois microcavités par l'intermédiaire de miroirs spéciaux, dits de Bragg, pour obtenir une oscillation résonante des ondes émises », c'est-à-dire leur amplification progressive. Au final, un premier prototype a été fabriqué en 2004 selon une technique industrielle courante, l'épitaxie par jets moléculaires : c'est un empilement de 150 couches minces de semiconducteurssemiconducteurs à base d'arséniure de gallium.

    À présent, l'équipe étudie les propriétés de ce micro-OPO. En particulier celles des faisceaux de photons « jumeaux » émis. Car il est possible d'enregistrer une même information sur deux photons. L'avantage ? Lorsque l'on échange un message, l'information peut être transmise sous la forme d'un signal (0 ou 1) porté par un photon ; ici, le code est transmis non pas par un seul photon mais par la paire de « jumeaux ». Si un espion intercepte le signal, la paire se modifie aussitôt et le piratage est détecté sur le champ (c'est la cryptographie quantiquecryptographie quantique).

    Seul point à améliorer sur le nouveau dispositif : l'énergieénergie est fournie par un laserlaser extérieur encombrant. Mais Jérôme Tignon est optimiste : « L'essentiel est d'avoir pu briser, avec cette miniaturisation, un verrouverrou technologique », conclut le chercheur. À terme, une simple prise électrique devrait suffire...

    Aude OlivierOlivier

    1. Laboratoire CNRS / ENS / Universités Paris-VI et VII.
    2. Nature, 13 avril 2006, vol. 440, n° 7086, p. 904.

    Contact :

    Jérôme Tignon
    Laboratoire Pierre Aigrain, Paris
    [email protected]