Transmettre des données par fibre optique nécessite l’utilisation de diodes laser « de puissance ». Ces composants sont des éléments clés pour amplifier les signaux lumineux, qui codent les données transmises le long des fibres optiques. L’enjeu actuel est de produire des diodes plus économes en énergie, d’une grande fiabilité et dont la fabrication sera moins énergivore.
Pour répondre à cet enjeu, l’entreprise 3SP Technologies et l’institut Foton ont créé le laboratoire commun Smart-Facets. Cette collaboration porte principalement sur l’un des éléments de ces diodes lasers : les facettes, qui agissent comme de minuscules miroirs à la réflectivité contrôlée. Le travail se concentre sur les diodes laser dites « de puissance », produisant une lumière d’une grande intensité à une longueur d’onde de 980 nm.
Pour produire ce type de diode, les traitements des facettes sont très critiques et jouent un rôle essentiel dans la durée de vie de ces composants.
« C’est un marché en très forte croissance. Nous visons la création de 20 à 30 postes d’ici 2026, pour produire ces diodes. » François Laruelle, Directeur de la technologie chez 3SP Technologies.
Vers des lasers moins gourmands en énergie
50 % de la puissance électrique injectée dans ce type de laser est perdue sous forme de chaleur. Les diodes nécessitent alors des refroidisseurs qui les maintiennent autour de 25 °C. Au-delà, elles peuvent se dégrader rapidement et nécessiter d’être changées fréquemment. Ainsi, maintenir ces diodes en fonctionnement nécessite une consommation électrique élevée.
L’équipe du laboratoire commun travaille donc à développer des facettes laser capables de fonctionner jusqu’à 85 °C. Dans les réseaux de fibre optique, cette température peut être atteinte plusieurs jours dans l’année, lors de fortes températures. Le projet vise à créer ainsi des diodes de fiabilité accrue avec des durées de vie d’une quinzaine d’années.
Les scientifiques s’intéressent aussi à des procédés de fabrication moins complexes, moins énergivores et optimisant la quantité de matériaux utilisés.
« Avec les nouvelles technologies dévelopées dans Smart-Facets, l’objectif à terme est de réduire de 50 à 75 % le coût d’une diode laser répondant au même cahier des charges. » François Laruelle, Directeur de la technologie chez 3SP Technologies
Des outils et des compétences sur les diodes laser à la plateforme NanoRennes
La plateforme NanoRennes, et notamment sa composante hébergée à l’INSA de Rennes, a un long historique et savoir-faire dans la fabrication en salle blanche de diodes laser innovantes.
Elle est aussi un appui pour caractériser de façon très fine ces diodes : les scientifiques de la plateforme et de l’institut Foton apportent leurs compétences pour tester les diodes créées par ces nouveaux processus (fiabilité, durée de vie…).
10 ans de collaboration avec une entreprise leader international
3SP Technologies est l’un des principaux fournisseurs mondiaux de composants opto-électroniques. L’entreprise fabrique à Nozay (dans l’Essone) et commercialise des composants optoélectroniques.
« Pour résoudre notre problème de technologie, nous avons besoin d’élargir notre base de connaissances. Nous n’avons pas tous les savoirs et les laboratoires nécessaires pour caractériser les matériaux. » François Laruelle, Directeur de la technologie chez 3SP Technologies
L’institut Foton (CNRS/Université de Rennes) est reconnu pour son savoir-faire dans la micro-nano-fabrication de nanostructures et composants en semiconducteurs, dont les lasers.
« C’est une recherche industrielle, mais certains volets sont très en amont et sont très proches de ce que nous faisons en recherche. Indirectement, cela contribue à nos projets de recherche futurs. De plus, 3SP est une entreprise assez ouverte pour nous permettre de valoriser, en recherche, notre collaboration. » Christophe Levallois, Maître de conférences à I’INSA et responsable scientifique de la plateforme NanoRennes.
La création du laboratoire commun entre les deux entités vient renforcer plus de 10 ans de collaboration autour des lasers, avec de nombreuses thèses Cifre.
« C’est une satisfaction de voir des ingénieurs, formés à l’INSA de Rennes et à l’institut Foton, évoluer dans l’entreprise 3SP Technologies. Le lien noué avec eux pendant la thèse garantit que les contacts avec 3SP Technologies seront dans l’avenir toujours productifs. » Jean-Pierre Landesman, Professeur à l’Université de Rennes, lors de l’inauguration du LabCom
[Présentation rédigée avec le concours de Plume & Sciences]
