Des nano-oscillateurs optomécaniques vibrent au diapason

Inventés il y a quelques années, les nano-oscillateurs optomécaniques transforment un signal lumineux en une vibration mécanique régulière. Afin de les contrôler avec précision, des chercheurs du Laboratoire matériaux et phénomènes quantiques¹CNRS/Université Paris Diderot, en collaboration avec le Centre de nanosciences et de nanotechnologies²CNRS/Université Paris-Sud/Université Paris Diderot, ont conçu un guide d’onde optique qui lie trois nano-oscillateurs mécaniques et les contraint à vibrer sur une même fréquence.

Injectée tangentiellement aux oscillateurs, la lumière provoque une force et donc une vibration mécanique. Les chercheurs ont disposé trois nano-oscillateurs sur une puce semi-conductrice d’un millimètre carré, équipée du guide d’onde capable d’imposer à la lumière un parcours d’un nano-oscillateur au suivant. Ils ont finement contrôlé les dimensions des oscillateurs, puis envoyé une lumière infrarouge à travers le guide. Les oscillateurs, qui vibraient d’abord à des fréquences différentes, se sont alors accordés en fréquence, au-delà d’un certain seuil d’intensité lumineuse.

Ces travaux pourraient aider à synchroniser les systèmes mécaniques miniatures que l’on retrouve dans nos smartphones, nos appareils de navigation ou de sécurité. Ils permettraient aussi d’envisager de nouvelles architectures pour les capteurs nanomécaniques.

Physical Review Letters, février 2017.