Puce optique intelligente pour améliorer les télécommunications —
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De l’Internet aux communications par fibre ou satellite et aux diagnostics médicaux, notre vie quotidienne repose sur les technologies optiques. Ces technologies utilisent des sources optiques pulsées pour transférer, récupérer ou calculer des informations. La maîtrise des formes d’impulsions optiques ouvre ainsi la voie à de nouvelles avancées.
Le doctorant Bennet Fischer et le chercheur postdoctoral Mario Chemnitz, dans l’équipe du professeur Roberto Morandotti de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), ont développé un générateur d’impulsions intelligent intégré sur une puce. La sortie de l’appareil peut s’ajuster de manière autonome à une forme d’onde cible définie par l’utilisateur avec des exigences techniques et de calcul étonnamment faibles.
Une conception innovante
Idéalement, un générateur de forme d’onde optique devrait produire de manière autonome une forme d’onde cible pour plus de convivialité, minimiser les exigences expérimentales pour piloter le système et lire la forme d’onde, afin de faciliter la surveillance en ligne. Il devrait également présenter une fiabilité à long terme, de faibles pertes, une connectivité par fibre optique et une fonctionnalité maximale.
Entre autres, les imperfections pratiques, telles que les fidélités individuelles des appareils, détériorent les performances accessibles par rapport à celles initialement conçues ou simulées. “Nous constatons que l’optimisation évolutive peut aider à surmonter les limitations inhérentes à la conception des systèmes sur puce et donc à élever leurs performances et leur reconfigurabilité à un nouveau niveau”, explique le chercheur postdoctoral.
Apprentissage automatique pour la photonique intelligente
L’équipe a pu réaliser cet appareil parallèlement à l’émergence récente de concepts d’apprentissage automatique en photonique, qui promet des capacités et des performances système sans précédent. « La communauté de l’optique est impatiente d’en savoir plus sur les nouvelles méthodes et les implémentations de dispositifs intelligents. Dans notre travail, nous présentons un ensemble interconnecté de méthodes permettant l’apprentissage automatique d’une grande pertinence, à la fois pour les communautés optiques techniques et universitaires. »
Les chercheurs ont utilisé des algorithmes d’optimisation évolutifs comme outil clé pour réutiliser une puce photonique programmable au-delà de son utilisation initiale. Les algorithmes évolutionnaires sont des programmes informatiques inspirés de la nature, qui permettent d’optimiser efficacement les systèmes à nombreux paramètres avec des ressources de calcul considérablement réduites.
Cette recherche innovante a été publiée dans la revue Optique. “Pour nous, jeunes chercheurs, doctorants et post-doctorants, il est d’une importance primordiale pour notre carrière que nos recherches soient visibles et partagées. Ainsi, nous sommes vraiment reconnaissants et bouleversés par la nouvelle que nos travaux sont publiés dans une revue aussi exceptionnelle et interdisciplinaire. Cela renforce nos ambitions de poursuivre notre travail et de rechercher des implémentations encore meilleures et des applications révolutionnaires. Cela soutient nos efforts et c’est tout simplement un grand honneur », a déclaré Mario Chemnitz.
Les prochaines étapes de l’équipe comprennent l’étude de conceptions de puces plus complexes. L’objectif est d’améliorer les performances de l’appareil, ainsi que l’intégration sur puce de l’échantillonnage optique (schéma de détection). À terme, ils pourraient fournir un seul appareil compact prêt à l’emploi.
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Institut national de la recherche scientifique – INRS. Original écrit par Audrey-Maude Vézina. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
