Brevet FR3116384A1 — publié le 20220520

L’invention concerne un composant optoélectronique (1) adapté pour être intégré dans un circuit optoélectronique, le composant (1) comprenant : une membrane semi-conducteur III-V comprenant : une couche dopé P (2), dite couche P, une couche intrinsèque (3) déposée sur la couche P (2), et une couche dopé N (4), dite couche N, déposée sur la couche intrinsèque (3) ; un guide d’onde asymétrique (6, 16, 26) à cristal photonique, dit guide d’onde CP, formé dans la membrane par un cristal photonique bidimensionnel d’un côté longitudinal et par une face à réflexion totale interne de l’autre côté longitudinal ; des contacts électriques (10, 11) agencés respectivement de part et d’autre du guide d’onde CP (6, 16, 26) dans le plan de la membrane, adaptés pour injecter des porteurs de charges électriques dans le guide d’onde CP (6, 16, 26) de manière latérale par rapport à la membrane ; les couches (2, 3, 4) étant agencées de sorte à ce que les couches intrinsèque et N (3, 4) ne couvrent la couche P (2) que partiellement, formant une face latérale (5) s’étendant perpendiculairement de la surface de la couche P (2), une partie de la face latérale (5) formant la face à réflexion totale interne du guide d’onde CP ; le guide d’onde CP (6, 16, 26) étant agencé pour être couplé de manière évanescente à un guide d’onde semi-conducteur passif (12) dans au moins une région de couplage. figure pour abrégé : Fig. 1a Composant optoélectronique La présente invention concerne un composant optoélectronique adapté pour être intégré dans un circuit optoélectronique, ainsi qu’un tel circuit optoélectronique. Le domaine de l'invention est, de manière non limitative, celui des composants optoélectroniques pour les technologies de l’information et de la communication. État de la technique Les composants optoélectroniques, tels que des sources laser, des amplificateurs de lumière, des photodétecteurs ou des modulateurs optiques, sont généralement fabriqués dans des cristaux massifs de semi-conducteurs III-V. Hormis les lasers de type VCSEL ( Vertical cavity surface emitting laser , laser à cavité verticale émettant par la surface), leur longueur type est de l’ordre du millimètre. La puissance électrique nécessaire pour piloter ces composants est de l’ordre de quelques centaines de mW. Ces caractéristiques limitent la densité d’intégration de ces composants dans un circuit optoélectronique. Des composants optoélectroniques incluant notamment des structures de type guide d’onde « ruban » dont la section est de plusieurs µm² (~10µm²), de longueur d’environ 1mm, intégrés sur du silicium ont été développés. De tels composants sont décrits, par exemple, dans les documents [1-3]. Par conception, ces composant n’offrent qu’une interaction réduite de la lumière avec le matériau à gain ou actif du guide d’onde, limitant ainsi leur efficacité énergétique. Pour diminuer les dimensions de ces objets, il est possible d’exploiter des concepts de nano-photonique où la lumière se retrouve confinée dans des volumes comparables à l’ordre de grandeur de sa longueur d’onde dans le matériau semi-conducteur du guide d’onde. Cependant, la fabrication de tels composants optoélectroniques à partir de concepts nano-photoniques est très complexe. Des exemples de tels composants nano-photoniques sont décrits dans les documents [4] (laser), [5] (photodétecteur), [6] (modulateur). La technologie utilisée est basée sur la réalisation d’une jonction PIN latérale en implantant les dopants des couches P et N. Cependant, cette technologie est complexe à mettre en œuvre et fait appel notamment à un savoir-faire unique en épitaxie pour la localisation du matériau actif dans les zones souhaitées. Des recuits haute température sont aussi nécessaires pour l’activation des dopants implantés. Ceci à des inconvénients importants. Premièrement, il est très difficile d’intégrer ces composants dans des circuits optiques basés sur la photonique sur silicium. En effet, l’intégration hétérogène de ces composants dans un circuit photonique sur Si, faisant appel à une technologie de report de substrat, est très complexe, voire impossible dû à la différence des coefficients d’expansion thermique des différents matériaux mis en jeu lors d’un échauffement important, notamment lors du recuit. Deuxièmement, la technologie ne peut pas être réalisée directement sur des circuits de microélectronique car ceux-ci ne peuvent pas être exposés à des températures dépassant 400°C. Le but de la présente invention est de disposer d’un composant optoélectronique permettant de remédier à au moins un des inconvénients décrits. [1] A. W. Fang et al, Opt. Express 16, 4413 (2008) [2] H. Park et al, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 223032 (2007) [3] H.-W. Chen et al, Opt. Express 16, 20571-76 (2008) [4] S. Matsuo et al, Opt. Express 20, 3773-80 (2012) [5] K. Nozaki et al, Optica 3(5), 483-492 (2016) [6] K. Nozaki et al, APL Photonics, 2, 056105 (2017) Un objet de la présente invention est de proposer un composant optoélectronique très compact, pouvant être densément intégré dans un circuit photonique. Un autre objet de la présente invention est de proposer un composant optoélectronique à faible consommation énergétique. Encore un autre but de la présente invention est de proposer un composant optoélectronique dont la fabrication est compatible avec la technologie CMOS (acronyme pour « Complementary Metal Oxide Semiconductor » ). Cet objectif est atteint avec un composant optoélectronique adapté pour être intégré dans un circuit optoélectronique, le composant comprenant : une membrane semi-conducteur III-V comprenant : une couche dopé P, dite couche P, une couche intrinsèque déposée sur la couche P, et une couche dopé N, dite couche N, déposée sur la couche intrinsèque ; un guide d’onde asymétrique à cristal photonique, dit guide d’onde PC, formé dans la membrane par un cristal photonique bidimensionnel d’un côté longitudinal et par une face à réflexion totale interne de l’autre côté longitudinal ; des contacts électriques agencés respectivement de part et d’autre du guide d’onde PC dans le plan de la membrane, adaptés pour injecter des porteurs de charges électriques dans le guide d’onde PC de manière latérale par rapport à la membrane ; les couches étant agencées de sorte à ce que les couches intrinsèque et N ne couvrent la couche P que partiellement, formant une face latérale s’étendant perpendiculairement de la surface de la couche P, une partie de la face latérale formant la face à réflexion totale interne du guide d’onde PC ; et le guide d’onde PC étant agencé pour être couplé de manière évanescente à un guide d’onde semi-conducteur passif dans au moins une région de couplage. Le composant optoélectronique selon la présente invention constitue un élément fondamental pour concevoir des composants optoélectroniques spécifiques pouvant être intégrés dans des circuits optoélectronique. L’invention propose ainsi un schéma de conception unique d’un composant optoélectronique, présentant une structure nano-photonique active consistant en un guide d’onde à cristal photonique (CP) asymétrique fabriqué dans une membrane de semi-conducteurs III-V. Cette structure active est couplée à un guide d’onde passif, adapté pour propager de l’information optique dans un circuit photonique. Une partie de la face latérale, ou arrête, représente la face à réflexion totale interne du guide d’onde CP. Le champ électromagnétique présent dans le composant selon la présente invention est fortement confiné dans le guide d’onde CP, le composant bénéficie d’une consommation énergétique plus basse par rapport aux composants optoélectroniques de l’état de l’art. Le composant optoélectronique selon l’invention permet, grâce à l’agencement des contacts électriques de part et d’autre du guide d’onde CP dans le plan de la membrane et grâce à l’arrête, une injection latérale de porteurs de charges, plutôt que verticalement. L’injection s’effectue ainsi dans la membrane de manière efficace. Ainsi, l’épaisseur de la membrane peut être minimisée (inférieure à 500 nm), tout en évitant des absorptions de la lumière guidée dans le guide d’onde CP par le métal des contacts. L’empreinte d’un tel composant sur un circuit photonique peut alors être réduite tout en augmentant le facteur de confinement de la lumière. Grâce à sa structure très compacte, plusieurs de ces composants optoélectroniques selon l’invention peuvent être densément intégrés dans des circuits photoniques. Aussi, la taille réduite du composant permet d’augmenter l’interaction lumière-matière. En effet, le facteur confinement défini comme le recouvrement spatial de l’intensité lumineuse avec le matériau émetteur de lumière passe typiquement de quelques pourcents dans le cas d’une configuration de type guide d’onde ruban, à plus de 15% dans le cas l’invention. Il est alors possible de réduire la puissance électrique consommée. De plus, la diminution de la taille permet de réduire la capacité électrique du composant, permettant une augmentation de sa fréquence de travail. Des composants optoélectroniques selon l’invention permettent notamment la co-intégration de circuits photoniques et électroniques. La lumière peut ainsi être utilisée comme véhicule de l’information à travers les circuits électroniques, pour pouvoir remplacer, au moins en partie, les interconnections métalliques par des liens photoniques ultra rapides. L’efficacité énergétique et la rapidité de tels composants co-intégrés sont grandement améliorées par rapport à des circuits de l’état de l’art. Par la suite, la région entre le CP et la face à réflexion totale, dans la couche intrinsèque, interne peut être appelé « région active ». Leur fabrication peut être compatible avec la technologie CMOS utilisée pour la fabrication de composants électroniques et de circuits logiques. Ceci est possible dû au fait que lors de la fabrication, seulement des températures compatibles avec la technologie CMOS ( De manière avantageuse, un contact P peut être agencé sur la couche P en regard de la face latérale et un contact N peut être agencé sur la couche N de manière adjacente au cristal photonique, de sorte à ce que les contacts soient agencés parallèlement au guide d’onde PC. Grâce à cet agencement particulier, les deux contacts électriques sont déposés du même côté du composant optoélectronique, de l’autre côté par rapport au guide d’onde passif auquel il peut être couplé, facilitant ainsi la fabrication du composant. Cet agencement permet également une injection de porteurs de charges efficace. Lorsqu’un potentiel est appliqué aux contacts électriques, des électrons se déplacent dans la couche dopée N à travers la région du CP pour atteindre la région active, et des porteurs du contact P se déplacent dans la couche dopée P vers la région active. La résistivité de la région du CP est plus élevée que celle du matériau massif sans CP. Ainsi, les porteurs du contact P ont un chemin effectif plus court que les électrons. L’ajustement du volume traversé par les porteurs de charges permet alors d’atténuer le problème de la mobilité inégale entre électrons et trous. Alternativement, le contact P peut aussi être agencé sous la couche P. Dans ce cas, le contact P est-il entre la couche P et le Si du circuit passif. Selon un mode de réalisation, le cristal photonique peut être formé par des trous s’étendant à travers la couche N, la couche intrinsèque et la couche P, les trous formant un réseau périodique bidimensionnel. Avantageusement, le guide d’onde PC peut comprendre une région de gain. Selon un exemple, la région de gain peut comprendre des puits quantiques et/ou des boîtes quantiques. La présence des puits et/ou boites quantiques permet de localiser le processus de l’émission stimulée, lorsque de la lumière se propage dans le guide d’onde CP et des porteurs de charges sont injectés dans la région active. Il en résulté une amplification optique. Selon un mode de réalisation, la largeur du guide d’onde CP peut varier progressivement dans l’au moins une région de couplage au guide d’onde passif. Ceci permet d’ajuster progressivement l’indice effectif d’un mode guidé dans le guide d’onde CP, afin de diminuer la différence d’indice effectif entre le guide d’onde CP et le guide d’onde passif. Il en résulte un couplage efficace sans pertes et réflexions. De manière avantageuse, la distance respective des contacts électriques par rapport au guide d’onde CP peut être inversement proportionnelle à la largeur du guide d’onde CP. La résistance électrique reste ainsi constante le long du guide d’onde CP. Selon un mode de réalisation, le guide d’onde CP peut comprendre une région à régime de lumière lente, dans laquelle le cristal photonique comprend une perturbation locale. En effet, lorsque la vitesse de propagation de la lumière dans le guide d’onde CP est ralentie, le temps d’interaction lumière-matière est augmenté. Il est alors possible d’obtenir la même amplification qu’un amplificateur à régime rapide mais avec un amplificateur qui est d’un facteur de l’indice de groupe plus court qu’un amplificateur à régime rapide. Selon un exemple, le guide d’onde PC peut comprendre deux régions à régime de lumière rapide, agencées respectivement en amont et en aval de la région à régime de lumière lente. Les régions à régime de lumière rapide contribuent à la conversion de mode de la lumière guidée dans le guide d’onde passif vers un mode guidé dans la région à régime de lumière lente. Selon un mode de réalisation avantageux du composant optoélectronique selon l’invention, une cavité optique résonante est formée dans le guide d’onde PC par deux régions miroirs agencées dans la direction de propagation du guide d’onde PC et par une région dite d’apodisation. De manière avantageuse, au moins un paramètre géométrique du cristal photonique dans la région d’apodisation peut varier graduellement entre le centre et les extrémités de la région d’apodisation dans la direction de propagation. Selon des modes de réalisation, le composant peut comprendre en outre un cristal photonique supplémentaire mono- ou bidimensionnel adjacent à la face latérale. Ce cristal photonique supplémentaire peut consister en une ou deux lignes de trous supplémentaires, agencés du côté de la face latérale du guide d’onde CP. Une de ces lignes supplémentaires peut notamment être réalisée sur l’arrête, celle-ci présentant ainsi des demi-trous. Le cristal photonique supplémentaire permet notamment de diminuer des pertes optiques. Selon un autre aspect de la même invention, il est proposé un amplificateur optique, comprenant un composant optoélectronique selon l’invention, configuré pour amplifier de la lumière se propageant dans le guide d’onde PC lorsque des porteurs de charge sont injectés dans celui-ci. Un tel nano-amplificateur est un exemple de réalisation d’un composant optoélectronique non-résonant. D’autres composant optoélectroniques spécifiques peuvent être conçus sur la base du composant non-résonant selon l’invention, notamment des modulateurs optiques ou des photodétecteurs. La conception est réalisée en ajustant la composition de la membrane en semi-conducteur III-V. Selon encore un autre aspect de la même invention, il est proposé une source laser comprenant un composant optoélectronique comprenant une cavité résonante selon l’invention, la cavité comprenant une région de gain, ou un matériau actif. Une telle source laser est un exemple de réalisation d’un composant optoélectronique résonant. D’autres composant optoélectroniques spécifiques peuvent être conçus sur la base du composant résonant selon l’invention, notamment des modulateurs optiques ou des photodétecteurs. La conception est réalisée en ajustant la composition de la membrane en semi-conducteur III-V. Selon encore un autre aspect de la même invention, il est proposé un circuit optoélectronique, comprenant au moins l’un parmi : un composant optoélectronique, un amplificateur, et une source laser selon l’invention. Les applications d’un tel circuit photonique se trouvent dans les domaines du traitement du signal, des télécommunications, de l’intelligence artificielle ou encore des capteurs. Description des figures et modes de réalisation D’autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l’examen de la description détaillée d’exemples nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : [Fig.1] la figure 1 montre deux vues d’un exemple de réalisation non-limitatif d’un composant optoélectronique selon l’invention ; [Fig.2] la figure 2 montre schématiquement un exemple d’un convertisseur de modes pour un composant optoélectronique selon un mode de réalisation ; [Fig.3] la figure 3 montre des exemples de distributions spatiales des recombinaisons radiatives et d’un mode optique guidé dans un composant tel que représenté sur la figure 2 ; [Fig.4] la figure 4 représente schématiquement un composant optoélectronique selon un mode de réalisation incluant un guide à lumière lente ; [Fig.5] la figure 5 représente une vue de détail d’un exemple de réalisation d’une cavité optique résonante selon l’invention ; [Fig.6] la figure 6 montre un exemple de distribution longitudinale d’un mode gaussien confiné dans une cavité optique telle que représentée sur la figure 5 ; [Fig.7] la figure 7 montre un exemple d’une distribution spatiale dans la direction transverse d’un mode optique confiné dans une cavité optique telle que représentée sur la figure 5 ; [Fig.8] la figure 8 montre des exemples de distributions spatiales d’un mode résonant et des recombinaisons radiatives dans une cavité optique telle que représentée sur la figure 5 ; et [Fig.9] la figure 9 représente le facteur de qualité intrinsèque d’un mode résonant et la densité moyenne de porteurs injectés participant au gain en fonction de la distance du contact P par rapport à l’arrête du guide CP dans une cavité optique telle que représentée sur la figure 5. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique. Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures peuvent conserver la même référence. La montre deux représentations schématiques (vue en perspective (a) et vue de section transversale (b), respectivement) d’un exemple de réalisation non-limitatif d’un composant optoélectronique selon l’invention. Le composant optoélectronique 1, représenté sur la , comprend une membrane de semi-conducteurs, comprenant une couche 2 dopé P, dite couche P, une couche 3 intrinsèque déposée sur la couche P 2 et une couche 4 dopé N, dite couche N, déposée sur la couche intrinsèque 3. Comme illustré sur la (b), la couche P 2 n’est pas complètement recouvert par la couche intrinsèque 3, mais présente une partie découverte 2a. La couche intrinsèque 3 est complètement couverte par la couche N 4. Ainsi, les bords 3a, 4a des couches 3, 4 intrinsèque et N (et éventuellement également le bord 2a d’une partie de la couche P) forment une face latérale 5 s’étendant perpendiculairement de la surface de la couche P 2. Un guide d’onde à cristal photonique (CP) asymétrique 6 est fabriqué dans le composant optoélectronique 1. Tel qu’illustré sur la , le CP consiste en un arrangement hexagonal de trous circulaires 7 gravés dans la membrane comprenant les couches P, N et intrinsèque, les trous 7 formant ainsi un réseau périodique bidimensionnel. Le confinement de la lumière dans le guide d’onde CP asymétrique 6 est réalisé d’un côté longitudinal par de la réflexion totale interne (TIR pour « total internal reflection ») sur la face latérale 5 et de l’autre côté longitudinal par le CP bidimensionnel. Le guide d’onde CP 6 représente ainsi une guide d’onde de type arrête (« rib » selon la terminologie anglo-saxonne) asymétrique. Sur la (b), la flèche horizontale indique la largeur du guide d’onde CP. La membrane en semi-conducteur est dans un matériau III-V. Selon la longueur d’onde de fonctionnement visée du composant, le matériau peut être à base de GaN (gamme visible), GaS (proche infrarouge) ou InP (gamme télécommunication). La longueur d’onde d’opération du composant optoélectronique est ajustée au moyen des caractéristiques géométriques du CP (période, diamètre des trous) et de la membrane (épaisseur) ainsi que du choix des matériaux III-V. Electriquement, le composant optoélectronique 1 est une hétérojonction de type PIN (région dopé P – région intrinsèque – région dopé N). Des contacts électriques P et N sont placés parallèlement au guide d’onde CP 6. Comme illustré pour le mode réalisation de la , le contact P 10 est agencé parallèlement à et en regard de la face latérale 5 sur la couche P 2, et le contact N 11 est agencé parallèlement à la dernière rangée de trous 7 du CP, du côté opposé de la face latérale 5. Les contacts P et N 10, 11 sont agencés à proximité immédiate du guide d’onde CP 6. A titre d’exemple, la distance entre l’arrête et le contact P peut être La mise sous tension des contacts électriques 10, 11 permet d’injecter des porteurs de charges électriques dans la région du guide d’onde CP 6. Le composant optoélectronique 1 est couplé à un guide d’onde passif 12. Dans le mode de réalisation représenté, le composant 1 est agencé au-dessus du guide d’onde passif 12 de manière à ce que le guide d’onde CP 6 et le guide d’onde passif 12 soient couplés de manière évanescente dans au moins une région de couplage. Le guide d’onde passif 12 est en un matériau à base de silicium (Si, SiN, SiO2, SiON, etc.). Il peut faire partie d’une circuiterie passive et permet la propagation de l’information optique. L’agencement des contacts électriques 10, 11 parallèlement au guide d’onde CP 6, dans le plan de la membrane, permet d’injecter de façon latérale des porteurs de charge. Ceci permet notamment de minimiser l’épaisseur de la membrane et, par conséquent, de réduire la taille du composant et d’augmenter le facteur de confinement. L’agencement asymétrique du guide d’onde CP et des contacts P, N tient compte de la grande différence de mobilité entre les électrons et les trous. La mobilité est 80 fois importante pour les électrons., La recombinaison radiative des porteurs de charge est bien localisée à l’intérieur du guide d’onde CP 6. En effet, le contact P est réalisé au plus près de la face latérale 5 du guide d’onde CP 6, et le contact N est réalisé du côté opposé des trous 7 du CP. La résistivité de la membrane pourvue du CP étant plus grande que celle de la membrane sans CP, les trous empruntent un chemin bien plus court que les électrons pour atteindre le guide d’onde CP 6, permettant d’obtenir un excellent recouvrement spatial entre le mode optique guidé et les recombinaisons radiatives. Le composant optoélectronique 1 tel qu’illustré sur la peut être adapté pour obtenir des composants optoélectroniques résonants ou non résonants. Des exemples d’un composant non résonant et d’un composant résonant vont être décrits par la suite. Un exemple d’un composant optoélectronique non-résonant selon un mode de réalisation de la présente invention est un nano-amplificateur optique. Afin de pouvoir exploiter le guide CP en tant qu’amplificateur, celui-ci comprend une région de gain. Cette région de gain peut être obtenue, par exemple, par l’incorporation de multiples puits quantiques ou de boîtes quantiques. Le nano-amplificateur présente des caractéristiques techniques similaires au composant optoélectronique décrit en référence à la . L’amplificateur comprend en outre plusieurs puits quantiques ou boites quantiques insérés dans la membrane III-V au niveau du CP, afin d’y créer un défaut linéique. L’amplification de la lumière est réalisée, dans ce matériau actif, grâce au processus d’émission stimulée. Lorsqu’un signal optique se propage dans le guide d’onde CP et des porteurs de charge sont injectés en même temps dans la région du guide d’onde CP, une amplification optique du signal résulte des recombinaisons radiatives des porteurs de charge. Pour cela, la longueur d’onde du signal optique et celle de la radiation émise lors des recombinaisons doivent être identiques. Cette longueur d’onde est dite longueur d’onde de fonctionnement. Les paramètres géométriques du CP peuvent être choisis pour obtenir un guide d’onde monomode à la longueur d’onde de fonctionnement. Les paramètres géométriques peuvent en outre être ajustés pour modifier l’indice de réfraction effectif du mode guidé, le facteur de confinement et le gain. Selon un mode de réalisation, le guide d’onde CP est couplé par ondes évanescentes au guide d’onde passif (placé en dessous sur la (a)). Pour réaliser ce couplage évanescent, des coupleurs linéaires ou adiabatiques peuvent être utilisés. Les coupleurs transforment progressivement le mode optique confiné dans le guide passif en un mode optique confiné dans le guide CP. Pour cela, la différence de l’indice effectif entre les deux guides d’onde est modifiée progressivement en fonction de la distance de propagation du mode. Ainsi, la différence d’indice effectif est diminuée dans la région de couplage. La (en haut, (a)) montre schématiquement un exemple d’agencement d’un coupleur linéaire 100, ou convertisseur de modes (taper selon la terminologie anglo-saxonne). L’indice effectif du mode guidé dans le guide d’onde CP 16 est ajusté en modifiant progressivement la largeur du guide d’onde CP 16. La largeur du guide d’onde passif 12 reste constante. Grâce à la variation de la largeur du guide d’onde CP 16 dans la région du coupleur 100, l’indice effectif de celui-ci est progressivement adapté. Le transfert de puissance optique du guide d’onde passif 12 au guide d’onde CP 16 ainsi obtenu est illustré sur la en bas (b). La (b) montre une simulation de la conversion d’un mode guidé 22 dans le guide d’onde passif 12 en un mode guidé 29 dans le guide d’onde CP 16. Les distributions spatiales des champs électromagnétiques dans les guides respectifs sont montrées dans la direction transversale en entrée (e) et sortie (s) du coupleur 100, ainsi que dans la direction longitudinale (l) sur toute la longueur du coupleur 100. Pour obtenir de l’amplification optique, le recouvrement entre le profil d’intensité du champ électromagnétique se propageant dans le guide d’onde CP, le profil d’intensité de la recombinaison radiative et le matériau actif (puits et/ou boites quantiques) est optimisé. Pour ce faire, le design du guide d’onde CP doit être optimisé. La concentration en porteurs de charges injectés donnant lieu à des évènements d’émission stimulée peut ainsi être maximisée. La montre la superposition de la distribution spatiale du taux de recombinaisons radiatives (courbe 41) avec celle du mode optique guidé dans le guide d’onde CP 16 (courbe 42) pour le composant selon le mode de réalisation de la . Selon un mode de réalisation, le nano-amplificateur peut comporter une région à régime de lumière lente. Pour ce faire, les paramètres géométriques du CP sont choisis pour que le mode guidé à faible vitesse de groupe soit disponible à la longueur d’onde souhaitée. Selon un exemple, une perturbation locale peut être appliquée sur les rangées de trous du CP les plus proches de l’arrête du composant. Cette perturbation locale peut consister en un diamètre légèrement différent de celui des autres trous ou une position relative différente par rapport aux réseau de trous. Par exemple, la période des trous peut varier environ entre 1-30%. Ceci a pour effet de diminuer la dispersion de vitesse de groupe dans le guide CP et ainsi d’agrandir la bande de longueurs d’onde de fonctionnement de l’amplificateur en régime de lumière lente. Afin de pouvoir coupler un mode guidé dans le guide d’onde passif dans le guide CP à régime lent, il est nécessaire d’opérer la conversion de mode en plusieurs étapes. Un exemple d’un enchainement de conversions de mode est décrit ci-après en référence à la . Un convertisseur 31 linéaire ou adiabatique, tel que décrit en référence à la , permet de convertir le mode guidé dans le guide d’onde passif à base de silicium dans le mode fondamental du guide d’onde CP, représenté par le convertisseur. Le mode fondamental du guide d’onde CP est ensuite couplé à celui d’un guide d’onde de type ridge 32, dans lequel le guidage de la lumière fonctionne uniquement par réflexion totale interne. Une structure supplémentaire 33 couple le mode du guide ridge au mode lent du guide d’onde CP 34. La structure supplémentaire 33 consiste en un guide d’onde CP dans lequel la période du CP est variée linéairement dans la direction de propagation de la lumière. Le guide d’onde ridge 32 permet de transférer le mode guidé fondamental du guide d’onde CP dans bande slow light du guide d’onde CP 34. Les convertisseurs sont agencés de manière inverse en sortie du guide d’onde CP à lumière lente 34. A titre d’exemple, pour un composant optoélectronique non-résonant fonctionnant, par exemple en tant qu’amplificateur optique, à une longueur d'onde λ de 1550 nm, la période des trous du CP est d’environ 260 nm, les trous ont un rayon d’environ 100 nm, la membrane a une épaisseur d’environ 450 nm, et l’épaisseur de la circuiterie de guide d’ondes passif est d’environ 220 nm. L’épaisseur de la membrane est donnée par λ/n, n étant l’indice de réfraction de la membrane de 3,34. Un exemple d’un composant optoélectronique résonant selon un mode de réalisation de la présente invention sera décrit par la suite. Ce composant optoélectronique résonant présente des caractéristiques techniques similaires au composant optoélectronique décrit en référence à la . Le composant optoélectronique résonant comprend en outre une cavité optique résonante. La représente une vue de détail d’un exemple de réalisation d’une telle cavité optique résonante. La cavité optique 20, montrée sur la , est formée dans le guide d’onde CP 26 par deux régions miroirs 27a, 27b agencées dans la direction de propagation du guide d’onde CP 26 et une région dite d’apodisation 28. Les régions miroirs et la région d’apodisation sont réalisées dans le CP. La montre également la face latérale 5 du guide d’onde CP 26 et le contact P 10. La cavité optique 20 peut également comprendre une région avec un matériau actif, possiblement avec des puits et/ou des boites quantiques, telle que décrite ci-dessus pour le nano-amplificateur. Pour réaliser les régions miroirs 27a, 27b et la région d’apodisation 28a, des paramètres géométriques du CP, tels que la période ou le rayon des trous 7, la largeur du guide, etc., sont modifiés et adaptés. Dans les régions miroirs 27a, 27b, la bande interdite photonique située, en fréquence, en dessous du mode à faible vitesse de groupe est exploitée pour confiner le mode entre les miroirs, en interdisant la propagation de lumière au-delà des régions miroir 27a, 27b, respectivement. Dans la région d’apodisation 28, un ou plusieurs des paramètres géométriques du CP, tels que la largeur du guide, la période ou le diamètre des trous, sont graduellement modifiés à partir des extrémités vers le centre de la cavité dans la direction de propagation. Il est notamment possible d’obtenir un mode résonant présentant une forme spatiale gaussienne de cette façon. De l’asymétrie du guide d’onde CP résulte de manière générale une amplitude non-négligeable polarisée transverse magnétique (TM) du champ électromagnétique confiné dans le mode résonant, en plus de l’amplitude principale polarisée transverse électrique (TE). L’amplitude polarisée TM n’est pas réfléchie par les miroirs et n’est donc pas confinée dans la cavité, occasionnant ainsi des pertes optiques importantes et empêchant d’obtenir un facteur de qualité élevé. Pour éviter ou diminuer ces pertes, la cavité peut comporter une ou deux lignes de trous supplémentaires du côté de la face latérale, ou arrête, du guide d’onde CP. La cavité 20 selon le mode de réalisation représenté sur la comporte en outre deux lignes de trous 17 supplémentaires par rapport aux composant selon le mode de réalisation de la . Une de ces lignes est réalisée à cheval sur l’arrête 5, laissant des demi-trous dans la face latérale, et l’autre des lignes est réalisé dans la couche P à proximité de l’arrête 5. Ainsi, le composant optoélectronique résonant tel que décrit en relation avec la permet d’obtenir une cavité à fort facteur de qualité (Q > 105). Un exemple d’une distribution longitudinale 43 d’un mode gaussien confiné dans la cavité 20 est représenté sur la . La montre un exemple d’une distribution spatiale d’un mode optique dans la cavité 20 dans la direction transverse. La illustre la superposition des distributions spatiales du mode optique (courbe 51) et des recombinaisons radiatives (courbe 52) dans la cavité 20. Une telle cavité résonante, ayant une région avec un matériau actif, peut notamment être utilisée pour réaliser une nano-diode laser. A titre d’exemple, pour un composant optoélectronique résonant fonctionnant, par exemple en tant que source laser, à une longueur d'onde λ de 1550 nm, la période des trous du CP est d’environ 333 nm, les trous ont un rayon d’environ 75 nm, et l’épaisseur de la membrane est d’environ 450 nm. L’épaisseur de la circuiterie passive basé sur du silicium est d’environ 220 nm. Pour l’injection électrique d’une telle cavité, les restrictions suivantes doivent être prises en compte : Comme illustré sur la figure 7, le mode optique s’étale aussi légèrement dans la direction transverse dans la zone des trous de CP. Le recouvrement spatial du mode optique avec le profil de gain s’en retrouve diminué (voir figure 8). Le gain net obtenu peut alors être réduit. La ou les lignes de trous supplémentaires peuvent augmenter la résistivité de la couche P. Un niveau d’injection électrique suffisant peut néanmoins être atteint et ainsi faire laser la structure en réglant la distance du contact métallique électrique de la couche P par rapport à l’arrête du guide CP. La distance respective des contacts électriques du guide d’onde PC peut notamment être inversement proportionnelle à la largeur du guide d’onde PC. La représente le facteur de qualité intrinsèque Q du mode résonant (courbe 53) et la densité moyenne de porteurs injectés participant au gain (courbe 54) en fonction de la distance du contact P par rapport à l’arrête du guide CP. Il en ressort que lorsque ladite distance augmente, les pertes optiques liées à l’absorption du contact métallique diminuent, c’est-à-dire que le facteur de qualité Q augmente, mais l’efficacité d’injection diminue aussi. Il est alors nécessaire de trouver un compromis, par exemple par modélisation d’un laser basée sur ces contraintes. Le composant optoélectronique selon les modes de réalisation décrits ci-dessus est une structure hybride pouvant être fabriqué selon des techniques connues comme suit. L’hétéro-structure en semi-conducteur III-V est reportée sur une circuiterie de guides d’onde basés sur la matériau silicium (Si). Les techniques employées pour réaliser ce report peuvent comprendre le collage adhésif, la fusion de substrat ( « wafer fusion » en langue anglaise), le report direct de substrat par thermocompression, etc. Une couche de matériau diélectrique (typiquement SiO 2 ) est insérée au préalable entre l’hétéro-structure en semi-conducteur III-V et la circuiterie des guides d’onde basés sur le Si afin de régler la force du couplage évanescent à la valeur souhaitée. Typiquement, l’épaisseur ce cette couche de réglage varie entre 50 nm et 500 nm. Après le report, la membrane en semi-conducteur est structurée en utilisant deux niveaux de lithographie suivis de gravure assistée par plasma, afin de réaliser le CP ainsi que l’arrête. Les contacts métalliques localisés sur les couches P et N sont définis par lithographie. Les métaux déposés sont choisis en fonction du type de matériau de et de dopage des couches utilisé. Un recuit de ces contacts peut être nécessaire pour obtenir un contact ohmique. La température du recuit ne doit pas dépasser 400°C pour rester compatible avec la technologie CMOS. Les structures sont ensuite encapsulées dans un matériau diélectrique d’indice bas. Enfin, des connexions électriques ( « vias » ) sont ouvertes et métallisées au-dessus des contacts métalliques afin de pouvoir alimenter électriquement le composant optoélectronique. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Composant optoélectronique (1) adapté pour être intégré dans un circuit optoélectronique, le composant (1) comprenant : une membrane semi-conducteur III-V comprenant : une couche dopé P (2), dite couche P, une couche intrinsèque (3) déposée sur la couche P (2), et une couche dopé N (4), dite couche N, déposée sur la couche intrinsèque (3) ; un guide d’onde asymétrique (6, 16, 26) à cristal photonique, dit guide d’onde CP, formé dans la membrane par un cristal photonique bidimensionnel d’un côté longitudinal et par une face à réflexion totale interne de l’autre côté longitudinal ; des contacts électriques (10, 11) agencés respectivement de part et d’autre du guide d’onde CP (6, 16, 26) dans le plan de la membrane, adaptés pour injecter des porteurs de charges électriques dans le guide d’onde CP (6, 16, 26) de manière latérale par rapport à la membrane ; les couches (2, 3, 4) étant agencées de sorte à ce que les couches intrinsèque et N (3, 4) ne couvrent la couche P (2) que partiellement, formant une face latérale (5) s’étendant perpendiculairement de la surface de la couche P (2), une partie de la face latérale (5) formant la face à réflexion totale interne du guide d’onde CP ; le guide d’onde CP (6, 16, 26) étant agencé pour être couplé de manière évanescente à un guide d’onde semi-conducteur passif (12) dans au moins une région de couplage. Composant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’un contact P (10) est agencé sur la couche P (2) en regard de la face latérale (5) et qu’un contact N (11) est agencé sur la couche N (4) de manière adjacente au cristal photonique, de sorte à ce que les contacts (10, 11) soient agencés parallèlement au guide d’onde CP (6, 16, 26). Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cristal photonique est formé par des trous (7) s’étendant à travers la couche N (4), la couche intrinsèque (3) et la couche P (2), les trous (7) formant un réseau périodique bidimensionnel. Composant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide d’onde PC (6, 16, 26) comprend une région de gain. Composant (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la région de gain comprend des puits quantiques et/ou des boîtes quantiques. Composant (1) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la largeur du guide d’onde CP (6, 16, 26) varie progressivement dans l’au moins une région de couplage au guide d’onde passif (12). Composant (1) la revendication 6, caractérisé en ce que la distance respective des contacts électriques (10, 11) par rapport au guide d’onde CP (6, 16, 26) est inversement proportionnelle à la largeur du guide d’onde CP (6, 16, 26). Composant (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le guide d’onde CP (6, 16, 26) comprend une région (34) à régime de lumière lente, dans laquelle le cristal photonique comprend une perturbation locale. Composant (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le guide d’onde CP (6, 16, 26) comprend deux régions (33) à régime de lumière rapide, agencées respectivement en amont et en aval de la région (34) à régime de lumière lente. Amplificateur optique, comprenant un composant optoélectronique (1) selon l’une quelconque des revendications 4 à 9, configuré pour amplifier de la lumière se propageant dans le guide d’onde CP (6, 6, 26) lorsque des porteurs de charge sont injectés dans celui-ci. Composant (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel une cavité optique résonante (20) est formée dans le guide d’onde CP (6, 16, 26) par deux régions miroirs (27a, 27b) agencées dans la direction de propagation du guide d’onde CP (6, 16, 26) et par une région dite d’apodisation (28). Composant (1) selon la revendication 11, caractérisée en ce qu’au moins un paramètre géométrique du cristal photonique dans la région d’apodisation (28) varie graduellement entre le centre et les extrémités de la région d’apodisation (28) dans la direction de propagation. Composant (1) selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu’il comprend un cristal photonique supplémentaire (17) mono- ou bidimensionnel adjacent à la face latérale. Source laser comprenant un composant optoélectronique (1) résonant selon l’une des revendications 11 à 13 en combinaison avec la revendication 4 ou 5. Circuit optoélectronique, comprenant au moins l’un parmi : un composant optoélectronique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 et 11 à 13, un amplificateur selon la revendication 10, et une source laser selon la revendication 14.