Brevet FR2948777A1 — publié le 20110204

DISPOSITIF DE CONTROLE DE FREQUENCE OPTIQUE, PROCEDE DE FABRICATION D'UN TEL DISPOSITIF DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] La présente invention se rapporte au domaine du contrôle de fréquence optique, notamment pour la conversion de fréquence optique et terahertz, ainsi que pour leur accordabilité. Ce contrôle s'opère en piégeant les photons dans un petit volume û dont les dimensions ont pour ordre de grandeur la longueur d'onde û pendant un temps contrôlé et en contrôlant la distribution spatiale des modes optiques ainsi que leur interaction avec le monde extérieur. [0002] L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de contrôle de fréquence optique autour d'une fréquence centrale de travail, comprenant une cavité verticale formée de deux parois parallèles et partiellement réfléchissantes, et d'une membrane comportant au moins une couche structurée sous la forme d'un cristal photonique. [0003] Elle concerne également un procédé de fabrication d'un tel dispositif. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0004] L'état de la technique dans ce domaine comporte des résonateurs réalisés selon une approche dite à 2,5 dimensions, comme divulgués dans le document de brevet CN 1 897 375 A. Ce document décrit un microlaser comprenant une membrane cristal photonique au sein d'une cavité Fabry-Pérot. [0005] Dans le document de brevet CN 1 897 375 A mentionné ci-dessus, le positionnement des miroirs de Bragg de part et d'autre de la membrane de cristal photonique permet de diminuer les pertes optiques (en augmentant le facteur de qualité) et d'améliorer la directivité du laser. [0006] Cependant, dans ce document, le dispositif fonctionne en monomode (une seule fréquence optique), sans accordabilité de fréquence optique. [0007] La cavité de Fabry-Pérot fait interférer la lumière afin de sélectionner certains modes optiques, dits modes résonants, seuls aptes à rester dans la cavité. A partir de photons incidents dont la longueur d'onde X O correspond à celle d'un tel mode résonant, les photons rayonnés dans la cavité sont confinés verticalement par celle-ci pour former ces modes. [0008] Le cristal photonique possède, à la longueur d'onde X0, un mode optique qui possède une vitesse de groupe (vitesse de propagation des photons) nulle dans le plan de la membrane, assurant ainsi le confinement latéral des photons (mode de Bloch lent) guidés dans la membrane. De plus, ses propriétés diffractives lui permettent de se coupler à des modes rayonnés dans la direction normale au plan de la membrane. [0009] Dès lors, les modes optiques associés respectivement à la cavité et au cristal photonique, étant superposés spatialement et résonants spectralement, peuvent entrer en régime de couplage fort. Il est ainsi donné naissance à deux modes propres, dits � hybrides �, de fréquences F1 et F2 autour de la fréquence FO correspondant à la longueur d'onde centrale de travail X0. Ces deux modes propres présentent à la fois un caractère guidé et un caractère rayonné. La séparation F2-F1 est directement proportionnelle à la force du couplage entre les modes optiques associés à la cavité et au cristal photonique. La durée de vie des photons dans ces modes est essentiellement contrôlée par la réflectivité des miroirs formant la cavité Fabry-Pérot. [0010] Préalablement à cette approche de microrésonateur à 2,5 dimensions, qui permet un confinement tridimensionnel des photons, une cavité de Fabry-Pérot et un cristal photonique, considérés isolément l'un de l'autre, ne fournissaient des solutions respectivement qu'à une et deux dimensions. [0011] Ces résonateurs à 2,5 dimensions constituent des composants compacts (de par le confinement spatial opéré), sensibles en longueur d'onde et de faible consommation. Ils permettent, du fait du fort confinement spatial des photons et de leur grande durée de vie, d'obtenir, à partir d'une puissance incidente faible, une forte densité d'énergie électromagnétique pour chacun des modes de résonance générés. [0012] Néanmoins, l'inconvénient d'un tel dispositif réside dans l'impossibilité de contrôler de manière continue les deux fréquences F1 et F2 des modes de 5 résonance optique générés. EXPOSE DE L'INVENTION [0013] Un but de la présente invention est de contrôler les interactions entre les deux modes propres de résonance optique générés et de contrôler de manière continue leurs fréquences propres F1 et F2. 10 [0014] Ce problème est résolu selon l'invention par un dispositif de contrôle de fréquence optique autour d'une fréquence centrale de travail, tel que décrit précédemment, dans lequel les deux parois sont séparées d'une distance optique sensiblement proportionnelle à la moitié de la longueur d'onde correspondant à la fréquence centrale de travail, la membrane est intégrée entre les parois de la 15 cavité et agencée pour présenter un mode de résonance optique à cette longueur d'onde centrale de travail, et au moins une couche du dispositif est constituée en au moins une portion d'un matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires. [0015] L'adjonction selon l'invention de ce matériau aux propriétés optiques non- 20 linéaires permet de créer une très forte interaction non-linéaire entre les deux fréquences optiques propres F1 et F2 de la cavité existant du fait de l'association entre la cavité et le cristal photonique, cette interaction étant d'autant plus renforcée que chaque fréquence est associée à un mode propre résonant. Il est ainsi rendu possible de paramétrer le couplage direct entre les modes résonants 25 associés à l'association de la cavité et du cristal photonique, de façon soit à créer des photons permettant de remplir les modes F1 et F2, soit à absorber des photons à la fréquence F2 pour en émettre à la fréquence F1 (si F2 est supérieur à F1), soit à émettre des photons à la fréquence F1-F2 ou F1 +F2 à partir de photons aux fréquences F1 et F2. [0016] La longueur d'onde du mode de Bloch lent du cristal photonique est contrôlée par les propriétés opto-géométriques de ce dernier, à savoir les indices des matériaux et leur distribution dans le plan de la membrane, ainsi que l'épaisseur de la membrane. [0017] De préférence, le matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires est disposé au niveau d'un maximum de la distribution verticale de l'intensité électromagnétique d'au moins l'un des modes résonants générés par le dispositif, ce qui renforce d'autant plus l'interaction non-linéaire entre les deux fréquences optiques F1 et F2 correspondant aux deux modes propres générés par la cavité et le cristal photonique. [0018] De préférence, les parois de la cavité sont planes et présentent des coefficients de réflexion élevés, ce qui permet de renforcer les interactions optiques à l'intérieur de la cavité. Des coefficients supérieurs ou égaux à 95 0/0 sont préférés. [0019] Selon un mode de réalisation particulièrement efficace de ces parois en terme de coefficient de réflexion, celles-ci sont constituées de miroirs de Bragg. [0020] De façon à disposer d'un dispositif de contrôle de fréquence qui soit compact, la cavité présente des dimensions de l'ordre de la longueur d'onde de travail, ce qui peut être micrométrique si on travaille dans l'infrarouge. Du fait du faible volume de la cavité, on réalise donc un fort confinement spatial des modes optiques. [0021] Afin de permettre un confinement efficace des photons, la cavité présente un facteur de qualité plus élevé que celui du cristal photonique de la membrane. En effet, le facteur de qualité de la cavité permet de conserver longtemps les photons dans la structure, ce qui renforce aussi l'interaction matière-lumière, et donc les interactions non-linéaires. Le facteur de qualité du cristal photonique gère quant à lui le couplage entre le mode de cavité et le mode du cristal photonique : plus ce facteur de qualité est faible plus le couplage est fort et plus la différence F2-F1 est grande. [0022] Selon des modes particuliers de mise en oeuvre du cristal photonique : la structuration d'au moins une couche du cristal photonique de la membrane se présente sous la forme d'un maillage sur une dimension, - la structuration d'au moins une couche du cristal photonique de la membrane 5 se présente sous la forme d'un maillage sur deux dimensions. [0023] Selon une variante particulière de réalisation du matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires, celui-ci est formé par l'un parmi un puits quantique et une distribution de boîtes quantiques de semi-conducteur. [0024] Selon un autre mode de réalisation de l'invention pour l'accordabilité de 10 fréquence optique, le dispositif comporte des moyens de déplacement vertical de la membrane. Ces moyens de déplacement vertical permettent de contrôler la position de la membrane dans la cavité, ce qui influe sur le recouvrement spatial des deux modes optiques couplés et donc permet de moduler la force de couplage et, par-là même, la séparation spectrale F2-F1. 15 [0025] Toujours selon un autre mode de réalisation de l'invention pour l'accordabilité de fréquence optique, le dispositif comporte des moyens de déplacement vertical relatif d'une paroi de la cavité par rapport à l'autre. Ces moyens de déplacement vertical permettent de contrôler l'épaisseur de la cavité, ce qui influe sur la longueur d'onde centrale de travail k O et, par conséquent, sur 20 les valeurs des fréquences F1 et F2 des deux modes propres générés. [0026] Dès lors, par la combinaison de ces deux moyens de déplacement, il est ainsi rendu possible d'accorder en longueur d'onde, aussi bien les longueurs d'onde des deux modes résonants de la structure formée de la cavité et de la membrane, que leur écart spectral. 25 [0027] De préférence, au moins l'un des moyens de déplacement ci-dessus est de nature électro-mécanique. Ce type de moyens de déplacement offre en effet un taux d'accordabilité accessible significatif, au moins de l'ordre du dixième de la longueur d'onde centrale de travail. [0028] L'homme du métier notera ici que l'adressage de la lumière vers ce dispositif peut être opéré aussi bien suivant une configuration de type � champ sombre � (l'angle d'incidence du faisceau incident est inférieur à l'angle critique de réflexion totale) ou suivant une configuration de type � ondes évanescentes � (l'angle d'incidence du faisceau incident est supérieur à l'angle critique de réflexion totale). Il en résulte que le dispositif peut être utilisé à la fois, voire de manière concomitante, pour des applications de type � optique d'espace libre � et de type � optique guidée �. [0029] L'invention concerne également un système de conversion de fréquence optique, comprenant un dispositif de contrôle de fréquence optique selon l'un des modes de réalisation ci-dessus, ainsi que des moyens de pompage optique d'un seul des deux modes propres générés. [0030] Selon un premier mode de mise en oeuvre de ce système, le milieu compris entre les deux parois de la cavité est un milieu actif en régime d'absorbant saturable. Dès lors, dans le cas où les moyens de pompage optique réalisent le pompage par exemple seulement du mode à la fréquence F2, le dispositif permet le transfert d'un signal porté par une porteuse optique incidente de fréquence F1 (fréquence de l'un des deux modes) vers une autre porteuse de fréquence F2 (fréquence de l'autre mode). [0031] Dans ce dernier cas, afin que le transfert d'un signal vers l'autre se fasse au rythme de la modulation numérique de l'onde incidente, le milieu et les moyens de pompage optique sont déterminés de sorte qu'un seul mode propre ne sature pas l'absorbant tandis que la superposition des deux modes propres le sature. [0032] Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de ce système, le milieu compris entre les deux parois de la cavité est un milieu présentant un gain optique. Dès lors, dans le cas où seule la fréquence F2 est pompée, lorsque le seuil laser est atteint, le dispositif convertit la puissance reçue à la fréquence F2 en un signal cohérent à la fréquence F1. La présence de la résonance optique, non seulement pour le mode laser mais aussi pour le signal de pompe, permet de réduire le seuil laser, et donc la puissance consommée, de façon significative. [0033] L'invention concerne également un système d'addition et de soustraction de fréquences optiques, comprenant un dispositif de contrôle de fréquence optique selon l'un des modes de réalisation décrits ci-dessus, ainsi que des moyens de pompage optique des deux modes propres générés, le matériau d'au moins une couche du dispositif présentant des propriétés non-linéaires d'ordre 2. Ainsi, le dispositif étant pompé aux fréquences F1 et F2, et étant donné l'effet non-linéaire d'ordre 2, des signaux de fréquences F1+F2 et F2-F1 peuvent être générés. Le fort confinement en un même lieu des deux modes optiques permet de renforcer l'efficacité de conversion. [0034] L'invention concerne enfin un procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle de fréquence optique autour d'une fréquence centrale de travail (F0), comprenant successivement : - l'adjonction d'une couche partiellement réfléchissante et d'un milieu sur un substrat, - l'adjonction de la première partie d'une hétérostructure constituant une membrane formée par un ensemble de couches dont au moins une est constituée en au moins une portion d'un matériau présentant des propriétés optiques non- linéaires, la structuration d'au moins une couche de ladite première partie sous la forme d'un cristal photonique, l'adjonction de la deuxième partie de ladite hétérostructure de sorte qu'elle présente un mode de résonance optique à la longueur d'onde correspondant à la 25 fréquence centrale de travail, et - l'adjonction d'un milieu et d'une couche partiellement réfléchissante sur ladite deuxième partie de sorte que les couches partiellement réfléchissantes soient séparées d'une distance proportionnelle à la moitié de ladite longueur d'onde. [0035] On réalise ainsi un dispositif de contrôle de fréquence optique autour 30 d'une fréquence centrale de travail, présentant les avantages du dispositif objet de la présente invention. Entre autres, le dispositif obtenu par ce procédé de fabrication présente l'avantage d'être compact, de coupler très fortement et de manière non-linéaire les deux fréquences optiques propres générées, ainsi que de permettre un paramétrage de ce couplage, assurant un contrôle continu des deux fréquences. [0036] Selon un mode particulier de réalisation, l'adjonction d'une partie de l'hétérostructure consiste en une première étape de dépôt d'un ensemble formé par ladite partie de l'hétérostructure et un substrat et une deuxième étape de retrait du substrat de l'ensemble. [0037] En vue de réaliser des applications d'accordabilité de fréquence optique, le procédé comporte une étape postérieure de constitution de moyens de déplacement l'un parmi la membrane CP et au moins une couche partiellement réfléchissante. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0038] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - la figure 1, un schéma représentant une vue de coupe du dispositif de contrôle de fréquence optique selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2, des schémas représentant une couche structurée de la membrane, - la figure 3, un schéma représentant une vue de coupe du dispositif de contrôle de fréquence optique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention comportant des moyens de pompage optique, - la figure 4, un schéma représentant une vue de coupe du dispositif de contrôle de fréquence optique selon un troisième mode de réalisation de l'invention comportant des moyens de déplacement de certains éléments, et - la figure 5, un schéma représentant les étapes successives du procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle de fréquence optique selon un mode particulier de réalisation de l'invention. [0039] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0040] On comprendra dans le présent brevet qu'un mode optique résonant correspond à un état dans lequel se trouvent les photons à une longueur d'onde donnée dans une structure donnée. Ces modes peuvent être remplis avec des photons, soit en injectant de la lumière, soit en utilisant un matériau émetteur au sein de la structure. [0041] En référence à la figure 1, un dispositif de contrôle de fréquence optique 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comprend deux éléments résonants couplés : une cavité verticale 2 et une membrane 6 à cristal photonique. Ce dispositif associe ces deux éléments 2 et 6, qui sont susceptibles d'agir individuellement comme des résonateurs optiques. Il travaille autour d'une fréquence centrale de travail F0, à laquelle correspond une longueur d'onde de travail ?^,0, en générant deux fréquences optiques propres dont les valeurs sont situées de façon symétrique de part et d'autre de la fréquence optique centrale F0. [0042] La cavité verticale 2 est une cavité de type Fabry-Pérot. Elle comporte deux miroirs de Bragg 3a et 3b. Ces miroirs sont parallèles et constituent des parois partiellement réfléchissantes dont les coefficients de réflexion sont supérieurs à 95 %. Ils sont constitués en une succession de couches de haut indice (silicium - Si) et de couches de bas indice (dioxyde de silicium - SiO2). Entre ces deux parois, la cavité 2 comporte un milieu 4, constitué par exemple en dioxyde de silicium (SiO2). [0043] L'épaisseur optique de cette cavité, c'est-à-dire la distance entre les deux miroirs 3a et 3b, est égale à la moitié de la longueur d'onde centrale de travail X0 multipliée par un entier naturel. Eclairée par une lumière incidente 10, à partir de laquelle sont générées une lumière réfléchie 11 et une lumière transmise 12, la cavité 2 est alors apte à rayonner des photons, préalablement confinés en son sein, selon différents modes de résonance optique. Le facteur de qualité de cette cavité 2 est élevé, de l'ordre de 10.000. [0044] La membrane 6 comporte un ensemble de couches 7a, 7b et 8 constituant un cristal photonique, constitué par exemple en silicium (Si) dans le cas d'un dispositif � passif � ou d'une hétérostructure à base de semiconducteur III-V (GaAs ou InP par exemple) intégrant des puits quantiques (InGaAs par exemple) ou de plans de boîtes quantiques (InAs par exemple). Le cristal photonique est structuré de façon à présenter une résonance optique à la même longueur d'onde k O que celle pour laquelle la cavité 2 résonne. Le mode de résonance optique issu du cristal est un mode lent, dit � de Bloch �, du cristal. [0045] Comme représenté en figure 2, les couches formant le cristal photonique de la membrane sont structurées dans leurs épaisseurs. En l'espèce, la couche 7a est structurée suivant un maillage périodique à deux dimensions, comprenant un ensemble d'éléments de structuration 9. Conformément à la figure 1, toutes les couches de la membrane 6, à savoir les couches 7a, 7b et 8, sont structurées de façon identique les unes par rapport aux autres et de façon identique au maillage de la figure 2. Pour atteindre la résonance à la longueur d'onde centrale de travail ?.O, la structuration de la membrane 6 est paramétrée par la forme, la dimension et la position relative des différents éléments de structuration 9 la constituant. Le facteur de qualité du cristal photonique est également ajusté par sa géométrie. [0046] Ainsi constitué par ce maillage, le cristal photonique de la membrane 6 assure un confinement latéral des photons guidés dans la membrane. [0047] Cette membrane 6 est intégrée à l'intérieur de la cavité 2, c'est-à-dire entre les deux miroirs 3a et 3b, de manière parallèle à ces derniers. Le cristal photonique permet alors, en plus du confinement latéral, un couplage diffractif avec les photons rayonnés et confinés verticalement par la cavité 2. De préférence, cette membrane 6 est agencée par rapport à la cavité 2 de sorte à atteindre le maximum du champ du mode optique de cette cavité. [0048] Du fait de leur association et de leurs configurations respectives, la cavité 2 et la membrane 6 présentent des modes de résonance optique qui se superposent spatialement et qui résonnent spectralement. Le régime de couplage fort entre leurs modes optiques participe à la naissance de deux modes propres, dits � hybrides �, de fréquences optiques F1 et F2, dont les valeurs sont situées de façon symétrique et de part et d'autre de la valeur de la fréquence centrale de travail F0. Ces modes présentent à la fois un caractère guidé et un caractère rayonné. [0049] L'homme du métier notera ici que la différence entre les valeurs de F1 et de F2 est directement proportionnelle à la force du couplage. Il est ainsi possible de contrôler ces deux valeurs par un paramétrage adéquat du couplage entre les modes de résonance optique respectifs de la cavité 2 et de la membrane 6. [0050] Parmi l'ensemble des couches 7a, 7b et 8 constituant le cristal photonique de la membrane 6, n'importe laquelle peut être constituée d'un matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires, ce qui n'exclue pas que plusieurs d'entres elles le soient. [0051] La couche comportant ce matériau aux propriétés optiques non-linéaires est intégrée dans la membrane 6. Il est entendu que l'homme du métier pourra disposer cette couche autrement au sein de la membrane. En particulier, il pourra former l'ensemble des couches de la membrane de matériau aux propriétés optiques non-linéaires ou n'en former qu'une portion d'une seule couche. Selon différentes variantes, ce matériau aux propriétés optiques non-linéaires se présente sous la forme d'un puits ou d'une distribution de boîtes quantiques d'un semi-conducteur. [0052] L'adjonction de ce matériau non-linéaire permet de créer une très forte interaction non-linéaire entre les deux fréquences optiques F1 et F2. Cet avantage est procuré grâce au confinement spatial et spectral des modes optiques (facteur de qualité élevé, faible volume) et au fort recouvrement spatial des deux modes. [0053] Les premiers exemples de mise en oeuvre du dispositif décrit ci-dessus pour la réalisation d'un système de conversion, d'addition ou de soustraction de fréquences, sont illustrés par la figure 3. Dans ces exemples, chaque système comporte un dispositif 1 selon l'invention et des moyens 15 de pompage optique. [0054] Selon un premier exemple, le milieu 4 compris entre les deux parois 3a et 3b de la cavité 2 est un milieu actif en régime d'absorbant saturable, situé plus précisément dans la membrane 6. La structure bi-mode formant le cristal photonique permet alors le transfert du signal porté par une porteuse optique incidente de fréquence F1 (fréquence de l'un des deux modes propres générés par le dispositif 1) vers une autre porteuse de fréquence F2 (fréquence de l'autre mode propre). Pour cela, les moyens 15 de pompage optique sont agencés de sorte à ne réaliser le pompage que du mode propre correspond à la fréquence optique F2. Une information optique transportée à la fréquence F1 atteint le dispositif (signal � information �). En même temps, celui-ci reçoit le signal périodique transporté à la fréquence F2, dont la fréquence de modulation est identique à celle de l'information portée par F1 (signal � pompe �). Le milieu actif est capable d'absorber aux deux fréquences F1 et F2. La puissance portée par la pompe ne permet pas d'assurer la saturation de l'absorption, tandis que les puissances conjuguées de l'information et de la pompe saturent l'absorption. On transfère ainsi l'information de la porteuse F1 à la porteuse F2. [0055] Selon un deuxième exemple de réalisation, le milieu 4 compris entre les deux parois 3a et 3b de la cavité 2 est un milieu à effet laser. Le dispositif 1 reçoit des informations optiques transportées respectivement aux fréquences F1 et F2, dont les fréquences de modulation sont identiques. Le milieu actif est capable d'absorber aux deux fréquences F1 et F2. Les moyens 15 de pompage optique sont agencés de sorte à ce que seule la puissance à la fréquence F2 permette d'assurer la saturation de l'absorption. Lorsque le seuil laser est atteint, la structure convertit la puissance reçue à la fréquence F2 en un signal cohérent à la fréquence F1. [0056] Selon un troisième exemple de réalisation, les propriétés optiques non-linéaires du matériau constituant la couche du cristal photonique de la membrane 6 sont d'ordre 2. Le dispositif 1 reçoit des informations optiques transportées respectivement aux fréquences F1 et F2, dont les fréquences de modulation sont identiques. Le milieu actif est capable d'absorber aux deux fréquences F1 et F2. Les moyens 15 de pompage optique sont agencés de sorte que la puissance à la fréquence F1 ou la puissance à la fréquence F2 permette indifféremment d'assurer la saturation de l'absorption. Dès lors, des signaux de fréquences F1+F2 et F2-F1 peuvent être générés. Le fort confinement en un même lieu des deux modes propres de résonance optique aux fréquences F1 et F2 permet le renforcement de l'efficacité de la conversion des fréquences optiques. [0057] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention pour l'accordabilité de longueur d'onde sont illustrés par la figure 4. Le dispositif comporte à cet effet des moyens 16 de déplacement vertical de la membrane 6 et des moyens 17 de déplacement vertical relatif de la paroi 3a de la cavité 2 par rapport la paroi 3b. Ces moyens 16 et 17 peuvent être électromécaniques. [0058] Les moyens 16 permettent de contrôler la position relative de la membrane par rapport aux parois 3a et 3b de la cavité. Ce déplacement permet de modifier le recouvrement spatial des deux modes couplés de résonance optique, de fréquences F1 et F2, et donc de moduler leur force de couplage. Il en résulte une modification de l'écart spectral entre ces deux fréquences optiques. [0059] Les moyens. 17 permettent de contrôler l'épaisseur optique de la cavité 2. Le contrôle de cette épaisseur permet de modifier la valeur de la fréquence centrale de travail FO à partir de laquelle sont générés les modes optiques aux fréquences F1 et F2. Il en résulte alors un décalage commun des valeurs de ces deux fréquences optiques. [0060] On réalise donc ainsi l'accordabilité en longueur d'onde du dispositif, en fonction de la position de la membrane 6 dans la cavité 2 ainsi que de l'épaisseur optique de cette cavité. On peut donc accorder à la fois les valeurs de ces deux fréquences propres et leur écart spectral. [0061] On décrit maintenant un mode de réalisation du procédé de fabrication d'un dispositif selon l'invention, en référence à la figure 5. [0062] A partir d'un substrat 20 en silicium (étape I), il est procédé au dépôt du premier miroir de Bragg 3a, constitué d'une succession de couches en silicium et en dioxyde de silicium, puis de la première partie 4a du milieu 4, en dioxyde de silicium, de la cavité (étape Il). [0063] Il est ensuite procédé à l'adjonction de la première partie d'une hétérostructure constituant la membrane 6. Parmi l'ensemble des couches formant cette membrane, la couche est constituée en un matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires (puits ou plan de boîtes quantiques d'un semi-conducteur).. Pour opérer cette adjonction, la membrane 6 est préalablement réalisée sur un substrat 22 après avoir déposé une couche d'arrêt 21. L'ensemble est alors reporté par une technique de collage sur le milieu 4a (étape III). Ce substrat 22 est constitué par exemple de phosphure d'indium (InP) et la couche d'arrêt 21 en arsénide d'indium-gallium (InGaAs). Après report, le substrat 22 et la couche d'arrêt 21 sont retirés (étape IV) de manière sélective pour ne laisser plus que la membrane 6 contre le milieu 4a. [0064] La membrane est ensuite structurée sous la forme d'un cristal photonique (étape VI). La structuration est opérée de manière à ce que la membrane 6 à cristal photonique présente un mode de résonance optique à la longueur d'onde centrale de travail X0. [0065] Enfin, il est procédé à l'adjonction de la deuxième partie 4b du milieu 4 et du deuxième miroir de Bragg 3b sur la membrane 6. Cela se réalise de façon analogue à l'étape II, à savoir le dépôt d'un ensemble formé par la deuxième partie 4b du milieu 4, le deuxième miroir de Bragg 3b. Cette adjonction est opérée de sorte que les miroirs 3a et 3b soient séparés d'une distance proportionnelle à la moitié de la longueur d'onde centrale de travail ?0. On aboutit ainsi au dispositif de contrôle de fréquences optiques F1 et F2 selon l'invention, autour d'une fréquence optique centrale de travail F0. [0066] Dans ce procédé, il peut être prévu que l'ensemble de la membrane 6 soit gravée en même temps, c'est-à-dire que des trous sont pratiqués en même temps 5 dans les couches 7a, 7b et 8. [0067] Selon des variantes de ce procédé de fabrication, l'accordabilité electromécanique peut être obtenue par le biais de gravures sélectives de tout ou partie de la couche 4 et permettant de rendre ainsi � mobiles � soit le réflecteur 3 soit la membrane 6. Par ailleurs, il peut être prévu une étape postérieure de constitution 10 de moyens de déplacement l'un parmi l'hétérostructure formant la membrane 6 et au moins un miroir de Bragg. Les moyens de déplacement 16 et 17 (figures 3 et 4) sont alors adjoints de façon adéquate au dispositif issu du procédé de fabrication objet de l'invention. [0068] Un dispositif de contrôle de fréquence optique selon l'invention peut être 15 utilisé dans de nombreuses applications,. en particulier pour la conversion de longueur d'onde dans le domaine des télécommunications. D'autres applications sont envisageables, comme la spectroscopie chimique dans le domaine térahertz, qui correspond à des énergies de phonons ou de rotation de molécules. [0069] Une autre application est la spectrscopie � pompe-sonde �, lors de 20 laquelle deux signaux lasers consécutifs de fréquences proches sont envoyés sur un échantillon. Le premier laser constitue la pompe (et modifiant les propriétés du milieu) et le deuxième laser la sonde (sondant les propriétés du milieu). En l'espèce, les deux signaux lasers sont issus du même dispositif faisant l'objet de l'invention. 25 [0070] Les modes de réalisation précédemment décrits de la présente invention sont donnés à titre d'exemples et ne sont nullement limitatifs. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. REVENDICATIONS1. Dispositif de contrôle de fréquence optique (F1,F2) autour d'une fréquence centrale de travail (F0), comprenant une cavité verticale (2) formée de deux parois (3a,3b) parallèles et partiellement réfléchissantes, et d'une membrane (6) comportant au moins une couche (7a,7b) structurée sous la forme d'un cristal photonique, caractérisé en ce que lesdites deux parois (3a,3b) sont séparées d'une distance optique sensiblement proportionnelle à la moitié de la longueur d'onde (?A) correspondant à la fréquence centrale de travail (F0), en ce que ladite membrane (6) est intégrée entre les parois (3a,3b) de la cavité (2) et agencée pour présenter un mode de résonance optique à ladite longueur d'onde centrale de travail (X0), et en ce qu'au moins une couche (8) du dispositif est constituée en au moins une portion d'un matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires est disposé au niveau d'un maximum de la distribution verticale de l'intensité électromagnétique d'au moins l'un des modes résonants générés par le dispositif. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les parois (3a,3b) de la cavité (2) sont planes et présentent des coefficients de réflexion élevés. 4. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel les parois (3a,3b) de la cavité (2) sont constituées de miroirs de Bragg. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la cavité (2) présente des dimensions de l'ordre de la longueur d'onde de travail.(X0). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la cavité (2) présente un facteur de qualité plus élevé que celui du cristal photonique de la membrane (6). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la structuration d'au moins une couche (7a) du cristal photonique de la membrane (6) se présente sous la forme d'un maillage (9) sur une dimension. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la structuration d'au moins. une couche (7a) du cristal photonique de la membrane (6) se présente sous la forme d'un maillage (9) sur deux dimensions. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires est formé par l'un parmi un puits quantique et une distribution de boîtes quantiques de semi- conducteur. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comportant des moyens (16) de déplacement vertical de la membrane (6). 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comportant des moyens (17) de déplacement vertical relatif d'une paroi (3a) de la cavité (2) par rapport à l'autre (3b). 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins l'un des moyens (16,17) de déplacement est de nature électromécanique. 13. Système de conversion de fréquence optique (F1,F2), comprenant un dispositif de contrôle de fréquence optique (F1,F2) selon l'une des revendications 1 à 12, ainsi que des moyens (15) de pompage optique d'un seul des deux modes propres générés. 14. Système selon la revendication 13, dans lequel le milieu (4) compris entre les deux parois (3a,3b) de la cavité (2) est un milieu actif en régime d'absorbant saturable. 15. Système selon la revendication précédente, dans lequel le milieu (4) et les moyens (15) de pompage optique sont déterminés de sorte qu'un seul mode propre ne sature l'absorbant tandis que la superposition des deux modes propres le sature. 16. Système selon la revendication 13, dans lequel le milieu (4) compris entre les deux parois (3a,3b) de la cavité (2) est un milieu présentant un gain optique. 17. Système d'addition et de soustraction de fréquences optiques (F1,F2), comprenant un dispositif de contrôle de fréquence optique (F1,F2) selon l'une des revendications 1 à 12, ainsi que des moyens (15) de pompage optique des deux modes propres générés, le matériau présentant despropriétés non-linéaires d'au moins une couche du dispositif présentant des propriétés non-linéaires d'ordre 2. 18. Procédé de fabrication d'un dispositif de contrôle de fréquence optique (F1,F2) autour d'une fréquence centrale de travail (F0), caractérisé en ce qu'il comprend successivement : l'adjonction (Il) d'une couche (3a) partiellement réfléchissante et d'un milieu (4a) sur un substrat (20), l'adjonction (111,IV) de la première partie (7a,8) d'une hétérostructure (6) constituant une membrane formée par un ensemble de couches (7a,8) dont au moins une (8) est constituée en au moins une portion d'un matériau présentant des propriétés optiques non-linéaires, la structuration (V) d'au moins une couche (7a,8) de ladite première partie (7a,8) sous la forme d'un cristal photonique, l'adjonction (VI) de la deuxième partie (7b) de ladite hétérostructure (6) de sorte qu'elle présente un mode de résonance optique à la longueur d'onde (X0) correspondant à la fréquence centrale de travail (F0), et l'adjonction (VII,Vlll) d'un milieu (4b) et d'une couche (3b) partiellement réfléchissante sur ladite deuxième partie (7b) de sorte que les couches (3a,3b) partiellement réfléchissantes soient séparées d'une distance optique sensiblement proportionnelle à la moitié de ladite longueur d'onde (X0). 19. Procédé de fabrication selon la revendication 18, dans lequel l'adjonction (III,IV) d'une partie de l'hétérostructure (6) consiste en une première étape (III) de dépôt d'un ensemble formé par ladite partie de l'hétérostructure (6) et un substrat (21,22) et une deuxième étape (IV) de retrait du substrat (21,22) de l'ensemble. 20. Procédé de fabrication selon la revendication 18 ou 19, comportant une étape postérieure de constitution de moyens (16,17) de déplacement l'un parmi l'hétérostructure (6) et au moins une couche (3a) partiellement réfléchissante.