Brevet FR3148234A1 — publié le 20241101

Un dispositif optique intégré comprend un guide d’onde (2), une nano-antenne (3) métallique, un nano-composant (4) et un réflecteur (5). Lors d’un fonctionnement en détecteur lumineux, la nano-antenne concentre dans une zone de foyer (ZF) un champ électrique résultant d’une lumière qui a atteint une partie de base de ladite nano-antenne en étant guidée par le guide d’onde. Le réflecteur augmente la concentration du champ électrique par rapport au même dispositif dépourvu de réflecteur. Une sensibilité de détection qui est supérieure est ainsi obtenue pour le dispositif. Le réflecteur peut avoir une forme de pointe qui est dirigée vers la zone de foyer, une limite à forme concave qui est tournée vers ladite zone de foyer, ou être de type réflecteur de Bragg. Figure d’abrégé : Figure 1 DISPOSITIF OPTIQUE INTEGRE A NANO-COMPOSANT La présente description concerne un dispositif optique intégré à nano-composant. La conception et la fabrication de dispositifs optiques sous forme de circuits optiques intégrés présentent de nombreux avantages, notamment quant à leur encombrement, leur prix, l’alignement des composants optiques au sein de chaque dispositif qui est assuré lors de sa fabrication, etc. En outre, plusieurs technologies de fabrication de circuits optiques intégrés ont été développées, qui mettent en œuvre des compositions différentes de matériaux ainsi que des étapes différentes pour élaborer chaque circuit optique intégré. Par ailleurs, des dispositifs optiques dont la fonction est d’émettre ou de détecter des photons individuellement, dits dispositifs à photons uniques, sont conçus depuis quelques années. De tels dispositifs peuvent mettre en œuvre chacun au moins un nano-composant tel qu’un nanocristal à centre coloré, pour émettre ou absorber un ou plusieurs photon(s) à la demande. Ils sont envisagés pour de nombreuses applications, parmi lesquelles des applications de transmission optique quantique. Tout particulièrement, la conception et la mise au point de dispositifs optiques intégrés à photons uniques font l’objet de nombreux efforts. L’article intitulé “On-Chip Hybrid Photonic-Plasmonic Light Concentrator for Nanofocusing in an Integrated Silicon Photonics Platform”, de Ye Luo et al., Nano Letters, 2015, Vol. 15, pp. 849-856, propose d’utiliser une nano-antenne métallique pour coupler optiquement un guide d’onde à un nano-composant dans un circuit optique intégré. Ainsi, il est connu de réaliser un dispositif optique intégré à nano-composant, qui comprend : - un substrat de circuit optique intégré, supportant un guide d’onde adapté pour guider de la lumière qui possède une longueur d’onde comprise entre 350 nm (nanomètre) et 2000 nm lorsque cette lumière se propage dans le vide ; - une nano-antenne métallique, qui est supportée par le substrat, avec une partie de base de la nano-antenne qui est couplée optiquement au guide d’onde, et cette nano-antenne étant conçue pour concentrer dans une zone de foyer un champ électrique résultant d’une lumière qui a atteint la partie de base de la nano-antenne en étant guidée par le guide d’onde ; et - un composant optique, dit nano-composant, qui possède au moins une dimension comprise entre 1 nm et 100 nm et qui est rigidement relié au substrat, ce nano-composant étant situé contre ou dans la zone de foyer de la nano-antenne et capable d’absorber un photon de la lumière qui possède la longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm. Un tel dispositif optique intégré peut posséder deux fonctionnements qui sont inverses dans leurs principes. Pour un fonctionnement en détecteur lumineux, de la lumière est injectée à partir d’une source externe dans le guide d’onde, et le nano-composant se comportant en nano-capteur photonique absorbe un photon de cette lumière qui a été concentrée sur lui par la nano-antenne. Pour un fonctionnement en tant que source de photon unique, le nano-composant se comportant en nano-émetteur produit un photon qui est transmis au guide d’onde par la nano-antenne, puis qui se propage de façon guidée à l’intérieur du guide d’onde. Un enjeu de ce type de dispositifs optiques intégrés est d’augmenter l’efficacité du couplage optique que produit la nano-antenne entre le guide d’onde et le nano-composant. Problème technique A partir de cette situation, un but de la présente invention est d’augmenter le couplage optique qui existe entre le guide d’onde et le nano-composant. Ainsi, pour le fonctionnement en détecteur lumineux, l’invention a pour but qu’un photon soit absorbé par le nano-composant pour une quantité réduite de lumière qui est amenée par le guide d’onde jusqu’à la nano-antenne. Un autre but de l’invention concerne le fonctionnement en source de photon unique, et consiste en ce que pour ce fonctionnement, un photon qui est produit par le nano-composant soit transmis au guide d’onde avec une probabilité supérieure, afin de s’y propager de façon guidée. Un but supplémentaire pour le fonctionnement en source de photon unique, consiste en ce que le photon qui est produit par le nano-composant et transmis au guide d’onde se propage dans ce dernier selon un sens qui est prédéterminé, avec une probabilité supérieure. Pour atteindre l’un au moins de ces buts ou un autre, un aspect de l’invention propose un nouveau dispositif optique intégré qui comprend le substrat de circuit optique intégré, la nano-antenne et le nano-composant combinés de la façon indiquée précédemment, et qui comprend en outre : - un réflecteur, qui est rigidement relié au substrat et situé d’un côté du nano-composant opposé à la nano-antenne, de façon à renforcer une efficacité de concentration du champ électrique dans la zone de foyer, par rapport à une concentration de référence qui serait produite par la nano-antenne dans le dispositif en l’absence du réflecteur, pour la lumière de longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm qui atteint la partie de base de la nano-antenne en étant guidée par le guide d’onde. Le réflecteur qui est ajouté par l’invention au dispositif fait donc partie du circuit optique intégré au même titre que ses autres composants, en particulier au même titre que la nano-antenne. Ce réflecteur renforce la concentration du champ électrique qui résulte de la lumière amenée par le guide d’onde jusqu’à la nano-antenne, telle que cette concentration est effective au niveau du nano-composant, de sorte qu’une absorption de photon par le nano-composant se produise pour une puissance plus basse de la lumière qui est amenée par le guide d’onde. En effet, une partie de la lumière qui est amenée par le guide d’onde et qui traverse la zone de foyer sans avoir été absorbée par le nano-composant est réfléchie par le réflecteur et traverse de nouveau la zone de foyer, si bien que la probabilité qu’un photon de cette lumière soit absorbé par le nano-composant est augmentée par la possibilité supplémentaire d’absorption qu’offre cette seconde traversée de la zone de foyer. Le dispositif de l’invention constitue ainsi un détecteur lumineux qui présente un rendement de détection accru. L’efficacité de concentration du champ électrique dans la zone de foyer peut être quantifiée en utilisant le facteur de Purcell relatif au nano-composant : l’ajout selon l’invention du réflecteur dans le dispositif optique intégré produit une augmentation du facteur de Purcell, par rapport au même dispositif dépourvu de réflecteur. Pour une utilisation du dispositif de l’invention en tant que source de photon unique, l’ajout du réflecteur a pour effet qu’un photon qui est produit par le nano-composant dans une direction qui est opposée à la nano-antenne soit réfléchi vers celle-ci pour être transmis par elle au guide d’onde. En outre, le réflecteur peut être conçu, par rapport à la nano-antenne, pour que chaque photon qui est produit par le nano-composant soit transmis au guide d’onde pour se propager à l’intérieur de celui-ci le plus souvent selon un sens qui est orienté du côté du réflecteur vers le côté de la nano-antenne. Dans différents modes de réalisation de l’invention, le réflecteur peut posséder divers niveaux de couplage optique au guide d’onde, y compris une absence de couplage optique ou un couplage optique minimal entre ce réflecteur et le guide d’onde. Notamment, le réflecteur peut posséder un couplage optique au guide d’onde qui est moins fort que celui de la nano-antenne au guide d’onde. Le réflecteur peut en outre posséder des modes d’oscillation plasmonique dont les caractéristiques sont variables, notamment par rapport à d’autres caractéristiques de modes d’oscillation plasmonique qui sont relatives à la nano-antenne. Un avantage de l’invention est que l’ajout du réflecteur au circuit optique intégré ne rallonge pas ou ne rallonge pas sensiblement un procédé de fabrication de ce circuit optique intégré. En effet, le réflecteur peut être réalisé lors de mêmes étapes d’élaboration que la nano-antenne. Dans des modes préférés de réalisation de l’invention, l’une au moins des caractéristiques additionnelles suivantes peut être reproduite optionnellement, seule ou en combinaison de plusieurs d’entre elles : - la nano-antenne, le nano-composant et le réflecteur peuvent être alignés parallèlement à une direction longitudinale du guide d’onde ; - la nano-antenne, le nano-composant et le réflecteur peuvent former un agencement qui est symétrique par rapport à un plan qui est parallèle à la direction longitudinale du guide d’onde et perpendiculaire à une surface du substrat de circuit optique intégré, cette surface supportant le guide d’onde ; - le réflecteur peut être métallique, notamment à base d’aluminium (Al), d’or (Au) ou d’argent (Ag), ou à base d’un alliage qui comprend de l’aluminium, de l’or ou de l’argent ; - la nano-antenne et le réflecteur peuvent être deux portions d’une même couche métallique qui est supportée par le substrat, les deux portions de la couche métallique étant situées d’un côté du guide d’onde qui est opposé au substrat. Dans ce cas, une épaisseur de la couche métallique peut être comprise entre 10 nm et 50 nm, de préférence entre 25 nm et 35 nm ; - le réflecteur peut posséder une limite qui est orientée vers la nano-antenne, cette limite ayant l’une des formes suivantes : . une forme de pointe qui est dirigée vers la zone de foyer, avec un rayon de courbure qui est inférieur à 500 nm, de préférence compris entre 5 nm et 500 nm, au niveau de cette pointe ; et . une forme concave qui est tournée vers la zone de foyer ; - le réflecteur peut être du type réflecteur de Bragg ; et - le dispositif peut comprendre en outre une portion de couche de couplage qui est intermédiaire entre le guide d’onde et la nano-antenne, cette portion de couche de couplage étant adaptée pour augmenter un transfert de puissance lumineuse entre le guide d’onde et la nano-antenne par rapport à un transfert de référence qui existerait dans le dispositif entre le même guide d’onde et la même nano-antenne mais en l’absence de portion de couche de couplage, pour la lumière qui possède la longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm lorsque cette lumière est amenée par le guide d’onde jusqu’à la partie de base de la nano-antenne. De préférence, aucune portion de couche à but d’augmentation de transfert de puissance lumineuse peut n’être disposée entre le guide d’onde et le réflecteur, ou bien une portion de couche peut être disposée entre le guide d’onde et le réflecteur, qui est adaptée pour réduire un transfert de puissance lumineuse qui serait susceptible de se produire entre ce guide d’onde et ce réflecteur, par rapport à un autre transfert de référence qui existerait dans le dispositif entre le même guide d’onde et le même réflecteur mais en l’absence de portion de couche de réduction de couplage, encore pour la lumière qui possède la longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm lorsque cette lumière est amenée par le guide d’onde jusqu’à la partie de base de la nano-antenne. Dans certains modes de réalisation de l’invention pour lesquels le guide d’onde auquel est couplée la nano-antenne est appelé guide d’onde intermédiaire, le dispositif comprend en outre, en plus de ce guide d’onde intermédiaire, un guide d’onde primaire qui est aussi adapté pour guider la lumière ayant la longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm, le guide d’onde intermédiaire et le guide d’onde primaire ayant des directions de guidage de la lumière qui sont parallèles et étant couplés optiquement l’un à l’autre, de sorte que la lumière, lorsqu’elle est injectée dans le guide d’onde primaire, soit au moins partiellement transférée au guide d’onde intermédiaire, puis amenée par le guide d’onde intermédiaire jusqu’à la partie de base de la nano-antenne. Possiblement, le guide d’onde intermédiaire et le guide d’onde primaire peuvent être superposés selon une direction qui est perpendiculaire à une surface du substrat. Par exemple, le guide d’onde primaire peut être enterré dans le substrat sous sa surface, et le guide d’onde intermédiaire peut être situé au niveau de cette surface du substrat ou au-dessus de celle-ci. Alternativement, le guide d’onde intermédiaire et le guide d’onde primaire peuvent être juxtaposés l’un à côté de l’autre parallèlement à la surface du substrat. Lorsque le guide d’onde primaire et le guide d’onde intermédiaire sont superposés, le dispositif peut comprendre en outre une couche de couplage entre le guide d’onde primaire et le guide d’onde intermédiaire, et qui est adaptée pour produire entre eux un couplage par champs évanescents. De façon générale pour l’invention, le nano-composant peut être un nano-capteur photonique qui est adapté pour absorber un photon de la lumière de longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm lorsque cette lumière est amenée par le guide d’onde jusqu’à la partie de base de la nano-antenne. Le dispositif de l’invention possède alors un fonctionnement de détecteur lumineux. Dans ce fonctionnement en détecteur lumineux, le photon peut être absorbé par le nano-composant avec une probabilité supérieure lorsque la lumière est amenée par le guide d’onde jusqu’à la partie de base de la nano-antenne avec un sens de propagation qui va d’un côté de la nano-antenne vers un côté du réflecteur. Alternativement, le nano-composant peut être un nano-émetteur photonique qui est adapté pour produire un photon ayant une longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm, et aussi comprise dans une bande spectrale de transmission du guide d’onde. Le dispositif de l’invention possède alors un fonctionnement de source de photon unique. Dans ce fonctionnement en source de photon unique, le photon qui est produit par le nano-composant peut être transmis au guide d’onde en transitant par la nano-antenne sous forme plasmonique, avec une probabilité relative à un sens de propagation allant du côté du réflecteur vers le côté de la nano-antenne, pour le photon dans le guide d’onde, qui est supérieure à une autre probabilité relative à un autre sens de propagation allant du côté de la nano-antenne vers le côté du réflecteur, aussi pour le photon dans le guide d’onde. Enfin, de façon générale pour l’invention, la nano-antenne peut comprendre une pluralité de segments métalliques disjoints qui sont décalés entre la partie de base de cette nano-antenne et la zone de foyer. Une telle constitution permet de réduire des pertes énergétiques et/ou lumineuses qui seraient susceptibles de se produire dans la nano-antenne. Brève description des figures Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non-limitatifs, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : est une vue en perspective d’un premier mode de réalisation de l’invention ; correspond à pour un second mode de réalisation de l’invention ; est une vue en plan qui correspond aux modes de réalisation de et ; correspond à pour une première variante possible par rapport aux modes de réalisation de et ; correspond aussi à mais pour une seconde variante possible par rapport aux modes de réalisation de et ; et est une vue en plan d’une autre variante de réalisation de l’invention. Description détaillée de l’invention Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés dans ces figures ne correspondent ni à des dimensions réelles, ni à des rapports de dimensions réels. En outre, des références identiques qui sont indiquées dans des figures différentes désignent des éléments identiques ou qui ont des fonctions identiques. En référence à , un substrat 10 de circuit optique intégré possède une surface supérieure S sur laquelle a été formé un guide d’onde 2. Par exemple, le substrat 10 peut être en silice (SiO 2 ) ou constitué d’un matériau de type verre, et le guide d’onde 2 est constitué d’un matériau qui est transparent pour un rayonnement qui possède une valeur nominale de longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm. Pour ce rayonnement, le matériau du guide d’onde 2 a une valeur d’indice de réfraction qui est supérieure à celle du matériau du substrat 10. Par exemple, le guide d’onde 2 peut être en nitrure de silicium (Si 3 N 4 ), en oxyde de titane (TiO 2 ), en oxyde de zinc (ZnO), en sulfure de zinc (ZnS) ou en oxyde d’étain dopé à l’indium (ITO). De cette façon, le guide d’onde 2 peut avoir une valeur d’indice de réfraction qui est supérieure ou égale à 2,0, alors que le substrat 10 a une valeur d’indice de réfraction inférieure à 1,7. Le guide d’onde 2 peut être constitué par une bande du matériau à haute valeur d’indice de réfraction, qui est parallèle à une direction longitudinale D 2 sur la surface S. Le guide d’onde 2 qui est ainsi constitué peut être du type monomode pour le rayonnement qui possède la valeur nominale de longueur d’onde, par exemple avec une largeur l 2 de sa bande de matériau qui peut être d’environ 400 nm, et une épaisseur e 2 de cette bande de matériau qui peut être d’environ 85 nm. Une nano-antenne 3 est disposée au-dessus du guide d’onde 2, par exemple sous la forme d’une portion de couche métallique, telle qu’une portion de couche d’aluminium (Al) de 30 nm d’épaisseur. Parallèlement à la surface S, la portion de couche métallique qui constitue la nano-antenne 3 peut avoir une forme de triangle isocèle, avec deux bords obliques B 1 et B 2 du triangle qui sont d’une même longueur et convergent vers la pointe P 3 du triangle isocèle. Un bord B 0 de la portion de couche métallique qui constitue la nano-antenne 3 constitue la base du triangle isocèle, en étant opposé à sa pointe P 3 . Ce bord B 0 a été appelé partie de base de la nano-antenne 3 dans la description générale de la présente invention. La nano-antenne 3 qui est ainsi constituée est positionnée sur la bande du guide d’onde 2 de sorte que le bord B 0 soit perpendiculaire à la direction longitudinale D 2 . Par exemple, le bord B 0 peut avoir une longueur d’environ 400 nm, et chacun des bords obliques convergents B 1 et B 2 peut avoir une longueur d’environ 800 nm. L’angle au sommet du triangle isocèle, à la pointe P 3 , est alors de 23° (degré) environ, et dans la pratique, la pointe P 3 peut avoir un rayon de courbure non-nul, tout en étant inférieur à 20 nm, par exemple compris entre 5 nm et 20 nm. La pointe P 3 est ainsi superposée, selon une direction qui est perpendiculaire à la surface S, à un axe longitudinal médian du guide d’onde 2. Par effet de proximité avec le guide d’onde 2, la nano-antenne 3 est couplée optiquement par sa partie de base B 0 au guide d’onde 2. Pour cette raison, une partie de la puissance d’une lumière qui se propage dans le guide d’onde 2 en possédant la valeur nominale de longueur d’onde dans le vide, est transférée à la nano-antenne 3 sous forme d’excitations d’au moins un mode d’oscillation plasmonique de cette dernière. Ce (ces) mode(s) d’oscillation plasmonique qui sont excité(s) crée(nt) alors un champ électrique alternatif à la fréquence optique de la lumière amenée par le guide d’onde 2, qui est concentré dans une zone ZF appelée zone de foyer. La zone de foyer ZF est située à proximité immédiate de la pointe P 3 , à environ 50 nm en avant de cette pointe parallèlement à la direction longitudinale D 2 . De façon avantageuse, une portion de couche de couplage 23 peut être intermédiaire entre le guide d’onde 2 et la portion de couche métallique qui constitue la nano-antenne 3. L’Homme du métier sait sélectionner un matériau et une valeur d’épaisseur pour cette portion de couche de couplage 23, afin de maximiser une proportion de la puissance qui est transférée à la nano-antenne 3 sous forme d’excitation de mode(s) d’oscillation plasmonique, par rapport à la puissance de la lumière qui est guidée par le guide d’onde 2 à partir d’une source externe. Par exemple, la portion de couche de couplage 23 peut posséder une limite périphérique qui coïncide avec celle de la portion de couche métallique qui constitue la nano-antenne 3, parallèlement à la surface S, et posséder une épaisseur qui est sensiblement égale à 30 nm lorsqu’elle est en silice (SiO 2 ). Un nano-composant 4 est alors fixé sur le guide d’onde 2, de façon à ce qu’il soit dans la zone de foyer ZF. Une méthode avantageuse pour fixer le nano-composant 4 précisément dans la zone de foyer ZF peut comprendre de déposer une résine photo-lithographique sur le guide d’onde 2, possiblement sur toute la surface supérieure du circuit optique intégré en cours de fabrication, et de réticuler cette résine sélectivement dans la zone de foyer ZF en utilisant de la lumière, à la valeur nominale de longueur d’onde dans le vide relative au guide d’onde 2, qui est injectée dans ce guide d’onde 2 déjà muni de la nano-antenne 3. Cette lumière est alors concentrée dans la zone de foyer ZF et y provoque une réticulation de la résine sélectivement par rapport à des endroits de la couche de résine qui sont situés en dehors de la zone de foyer ZF. Alternativement, la résine peut être réticulée sélectivement dans la zone de foyer ZF par lithographie électronique. La résine non-réticulée est alors dissoute dans un liquide de développement approprié, de sorte qu’il ne reste de la résine qu’à l’intérieur de la zone de foyer ZF. Elle est alors fonctionnalisée chimiquement pour fixer le nano-composant 4. Une multitude de nano-composants est ensuite dispersée sur le circuit optique intégré, puis exposée à un flux gazeux de sorte qu’il ne reste qu’un seul nano-composant sur le circuit optique intégré, qui est fixé dans la zone de foyer ZF. Alternativement, la multitude de nano-composants peut être dispersée dans la résine lithographique qui est déposée sur le circuit optique intégré, et le développement de la résine est réalisé pour ne laisser définitivement qu’un plot de résine à l’endroit de la zone de foyer ZC, qui contient un seul nano-composant. Le nano-composant 4 peut être un nanocristal qui possède un site actif optiquement pour la valeur nominale de longueur d’onde dans le vide, couramment appelé centre coloré. Ce peut être un nanodiamant, à titre d’exemple. Il peut avoir une forme quelconque, notamment sensiblement sphérique avec un diamètre qui est compris entre 1 nm et 100 nm. Lorsqu’il absorbe un photon provenant d’une lumière qui est amenée par le guide d’onde 2 puis transmise par la nano-antenne 3, le nano-composant 4 est un nano-capteur photonique. Inversement, lorsqu’il produit un photon qui est transmis au guide d’onde 2 par la nano-antenne 3, le nano-composant 4 est un nano-émetteur photonique. Selon l’invention, le dispositif optique intégré comprend en outre un réflecteur 5 qui est disposé au-dessus du guide d’onde 2, aussi en avant de la pointe P 3 de la nano-antenne 3 mais à plus grande distance de cette pointe P 3 que le nano-composant 4. Par exemple, la distance entre le réflecteur 5 et la pointe P 3 peut être de 100 nm environ lorsque celle entre la pointe P 3 et le nano-composant 4 est de 50 nm environ. Le réflecteur 5 peut être constitué par une autre portion de la couche de matériau utilisée pour constituer la nano-antenne 3. Ainsi, le réflecteur 5 peut aussi être constitué d’une portion de couche d’aluminium d’épaisseur 30 nm. Dans le mode de réalisation montré dans , le réflecteur 5 qui est ainsi constitué possède une limite périphérique, parallèlement à la surface S, qui est aussi un triangle isocèle dont l’axe de symétrie est parallèle à la direction longitudinale D 2 . Il est centré transversalement par rapport au guide d’onde 2, mais sa pointe au sommet, désignée par P 5 , est orientée vers la pointe P 3 de la nano-antenne 3. Autrement dit, les pointes P 3 et P 5 sont dirigées l’une vers l’autre, de part et d’autre de la zone de foyer ZF. L’axe D 3-5 qui est indiqué dans la figure est parallèle à la direction longitudinale D 2 en passant par les pointes P 3 et P 5 . Le plan qui contient cet axe D 3-5 et qui est perpendiculaire à la surface S du substrat 10 est alors un plan de symétrie pour l’ensemble constitué par la nano-antenne 3, le nano-composant 4 et le réflecteur 5. Le réflecteur 5 est dimensionné pour réaliser une fonction de réflexion du champ électromagnétique qui est produit par la nano-antenne 3 à partir de sa pointe P 3 lorsque la lumière est amenée par le guide d’onde 2. La concentration du champ électrique dans la zone de foyer ZF, qui résulte des effets combinés de la nano-antenne 3 et du réflecteur 5, possède une efficacité supérieure à celle de la concentration qui est produite par la nano-antenne 3 seule. Les dimensions du réflecteur 5, notamment sa valeur d’angle au sommet, à la pointe P 5 , et la longueur de ses côtés obliques de triangle isocèle, peuvent être optimisées à l’aide de simulations numériques pour maximiser son efficacité de réflexion. De telles simulations numériques peuvent aboutir à une taille de triangle isocèle pour le réflecteur 5 qui est plus petite que celle de la nano-antenne 3. Par ailleurs, il peut être avantageux de réduire simultanément le couplage optique qui pourrait exister entre le guide d’onde 2 et le réflecteur 5, pour que ce réflecteur 5 ait une fonction optique (fonction de réflecteur) qui soit bien distincte de celle de la nano-antenne 3 (fonction de prélèvement de puissance lumineuse à partir du guide d’onde 2). Pour cela, le réflecteur 5 peut n’être muni d’aucune portion de couche de couplage qui soit similaire à la portion 23, entre ce réflecteur 5 et le guide d’onde 2. Eventuellement, une portion de couche peut être intercalée entre le guide d’onde 2 et le réflecteur 5, dont le matériau et l’épaisseur sont optimisés pour réduire leur couplage optique. De façon générale, le dispositif de l’invention produit une levée de dégénérescence entre les deux sens de propagation de la lumière à l’intérieur du guide d’onde 2, parallèlement à sa direction longitudinale D 2 . Pour le fonctionnement du dispositif en détecteur lumineux, une sensibilité de détection qui est supérieure est obtenue lorsque la lumière est injectée dans le guide d’onde 2 selon un sens de propagation qui va du côté de la nano-antenne 3 en direction du côté du réflecteur 5, comme indiqué par la flèche F dans les figures. Une partie de la puissance de cette lumière est transférée à la nano-antenne 3, sous forme d’excitation de mode(s) d’oscillation plasmonique de cette nano-antenne, ce(s) mode(s) excité(s) produisant un champ électrique qui est concentré dans la zone de foyer ZF, en variant à la fréquence optique de la lumière injectée. Cette concentration du champ électrique est renforcée, grâce à l’invention, par d’autres modes d’oscillation plasmonique qui sont excités dans le réflecteur 5 par le champ électrique à travers la zone de foyer ZF. La nano-antenne 3 et le réflecteur 5 agissent donc en synergie pour augmenter l’efficacité de concentration du champ électrique dans la zone de foyer ZF, augmentant en conséquence la probabilité d’absorption par le nano-composant 4 d’un photon qui correspond à ce champ électrique. Pour le fonctionnement du dispositif en source de photon unique, la nano-antenne 3 et le réflecteur 5 agissent en synergie pour qu’un photon qui est émis par le nano-composant 4 soit transmis avec un rendement de transfert supérieur au guide d’onde 2, afin de se propager à l’intérieur de celui-ci dans un sens allant du côté du réflecteur 5 en direction du côté de la nano-antenne 3, c’est-à-dire dans le sens qui est opposé à celui de la flèche F. En fait, la nano-antenne 3 et le réflecteur 5 constituent une cavité résonante unidirectionnelle, parallèlement à l’axe D 3-5 , pour du rayonnement électromagnétique qui possède la valeur nominale précitée de longueur d’onde dans le vide. De façon connue, cette cavité résonante augmente l’émission spontanée de photons par le nano-composant 4 d’un facteur qui est appelé facteur de Purcell et noté couramment F P , et qui est plus grand que l’unité. L’expression théorique de ce facteur de Purcell pour une cavité résonante unidimensionnelle est bien connue de l’Homme du métier. La valeur de ce facteur de Purcell dépend notamment du couplage optique qui est effectif entre la nano-antenne 3 et le guide d’onde 2, et du niveau d’isolation optique qui est effectif entre le réflecteur 5 et le guide d’onde 2. Dans le mode de réalisation de , le guide d’onde 2 réalise la liaison optique du dispositif de l’invention avec l’extérieur. En particulier, pour le fonctionnement en détecteur lumineux, la lumière à détecter est injectée dans le guide d’onde 2. Pour le fonctionnement en source de photon unique, chaque photon qui est produit par le nano-composant 4 est transmis vers l’extérieur du dispositif par le guide d’onde 2. montre un autre mode de réalisation de l’invention qui utilise une technologie différente de fabrication du circuit optique intégré. Le substrat 10 est maintenant en niobate de lithium (LiNbO 3 ). De façon connue, il est alors possible de créer un guide d’onde au sein du substrat 10 par implantation ionique ou échange d’ions à travers la surface S, pour substituer des cations de lithium par des cations d’hydrogène. De cette façon, un guide d’onde enterré 1 est créé au sein du substrat 10, en étant parallèle à la direction longitudinale D 1 . Le guide d’onde 1 est adapté pour guider aussi la lumière qui possède la même valeur nominale de longueur d’onde que celle du guide d’onde 2. Le substrat 10 peut être recouvert sur sa surface S par une couche 12 dont la valeur d’indice de réfraction est proche de celle du substrat 10 en dehors du guide d’onde 1. Cette couche 12 peut être en silice. L’ensemble qui est constitué par le guide d’onde 2, la nano-antenne 3, la portion de couche de couplage 23 optionnelle, le nano-composant 4 et le réflecteur 5 peut alors être réalisé sur la couche 12, avec un agencement, des matériaux et des dimensions similaires à ceux qui ont été décrits et cités pour le mode de réalisation de . Les guides d’onde 1 et 2 sont alors superposés perpendiculairement à la surface S du substrat 10, et les directions D 1 et D 2 , ainsi que l’axe D 3-5 , sont parallèles. La couche 12 réalise alors un couplage optique entre les guides d’onde 1 et 2, du type couplage par champs évanescents. L’intensité de ce couplage est ajustée au moyen de l’épaisseur qui est sélectionnée pour la couche 12. Par exemple, la couche 12 peut avoir une épaisseur qui est sensiblement comprise entre 50 nm et 2 µm (micromètre) lorsqu’il s’agit d’une couche de silice. Alors, pour le mode de fonctionnement en détecteur lumineux, la lumière est injectée dans le guide d’onde 1 conformément au sens de propagation qui est indiqué par la flèche F dans , puis transférée au guide d’onde 2 à travers la couche 12, et une partie de sa puissance est ensuite transférée par la nano-antenne 3 dans la zone de foyer FC où un photon de cette lumière est absorbé par le nano-composant 4 formant nano-capteur photonique. Le guide d’onde 1 est alors appelé guide d’onde primaire et le guide d’onde 2 appelé guide d’onde intermédiaire. De façon avantageuse, le guide d’onde intermédiaire 2 peut posséder une longueur L d’extension en amont de la nano-antenne 3 par rapport au sens de la flèche F, qui est sélectionnée pour que le bord B 0 de la nano-antenne 3 se trouve sensiblement au niveau d’un maximum de puissance de la lumière à l’intérieur du guide d’onde intermédiaire 2. En effet, conformément au principe bien connu de fonctionnement des coupleurs optiques par champs évanescents, la puissance optique de la lumière qui est injectée dans le guide d’onde primaire 1 est transférée périodiquement de ce guide d’onde primaire 1 au guide d’onde intermédiaire 2, puis en sens inverse de ce guide d’onde intermédiaire 2 au guide d’onde primaire 1, périodiquement selon la direction longitudinale D 1 (ou D 2 ). Ainsi, la longueur L est sélectionnée de préférence pour être sensiblement égale à la moitié de la période spatiale du basculement de la puissance lumineuse entre les deux guides d’onde 1 et 2. Le guide d’onde intermédiaire 2 produit alors un confinement de la lumière au niveau du bord B 0 de la nano-antenne 3, et contribue ainsi à augmenter encore la sensibilité de détection du dispositif. Un confinement encore supérieur est produit par le guide d’onde intermédiaire 2 au niveau du bord B 0 de la nano-antenne 3 lorsque le matériau du guide d’onde intermédiaire 2 possède une valeur d’indice de réfraction qui est significativement supérieure à celle du substrat 10 à l’intérieur du guide d’onde primaire 1. Lorsque le dispositif de est utilisé en tant que source de photon unique, le photon est émis par le nano-composant 4, transmis au guide d’onde intermédiaire 2 par la nano-antenne 3 en se propageant dans le guide d’onde intermédiaire 2 en sens opposé à celui de la flèche F, puis retransmis à travers la couche 12 au guide d’onde primaire 1 en se propageant dans ce dernier de nouveau en sens opposé à celui de la flèche F. - montrent plusieurs variantes possibles pour la forme du réflecteur 5, qui sont compatibles avec l’invention. L’agencement montré dans correspond à celui présenté précédemment en référence à et , pour lequel le réflecteur 5 possède une forme en triangle isocèle dont la pointe P 5 est dirigée vers la zone de foyer ZF. Dans cette figure, les bords du triangle isocèle du réflecteur 5 sont désignés par B 0 ’, B 1 ’ et B 2 ’, B 0 ’ étant son bord de base, et B 1 ’ et B 2 ’ étant ses bords obliques qui convergent à la pointe P 5 . Un rayon de courbure du réflecteur 5 au niveau de sa pointe P 5 , dans un plan qui est parallèle à la surface S, peut être inférieur à 20 nm, de préférence compris entre 5 nm et 20 nm. La nano-antenne 3 et le nano-composant 4 sont agencés avec ce réflecteur 5 comme cela a été décrit plus haut. Dans la variante qui est montrée dans , la nano-antenne 3 est la même que précédemment, mais le réflecteur 5 est maintenant constitué par une portion de couche métallique qui présente un bord avec une forme concave C tournée en direction de la zone de foyer ZF. Un tel réflecteur 5 peut encore est constitué à partir de la même couche métallique que celle de la nano-antenne 3, mais il peut maintenant être aussi large que le guide d’onde 2, selon la direction transversale qui est parallèle à la surface S et perpendiculaire à l’axe D 3-5 . Dans un plan qui est parallèle à la surface S, le bord de forme concave C peut être un arc de cercle dont le centre de cercle est sensiblement superposé à la zone de foyer ZF. Enfin, dans la variante qui est montrée dans , la nano-antenne 3 est encore la même, mais le réflecteur 5 est maintenant du type réflecteur de Bragg. Pour cela, il peut être constitué par une succession de plusieurs segments séparés 5 1 , 5 2 , 5 3 et 5 4 d’une même couche qui est située au-dessus du guide d’onde 2. Les largeurs des segments 5 1 -5 4 ainsi que les largeurs des intervalles de séparation entre ceux-ci, mesurées parallèlement à l’axe D 3-5 , sont sélectionnées pour produire un effet de réflexion de Bragg pour le rayonnement électromagnétique qui est réémis par la nano-antenne 3 à travers la zone de foyer ZF. Avantageusement, les segments 5 1 -5 4 qui constituent ainsi le réflecteur 5 peuvent être courbes dans le plan qui est parallèle à la surface S, avec des centres de courbure respectifs qui sont tous superposés sensiblement à la zone de foyer ZF de la nano-antenne 3. Possiblement, le nombre des segments qui constituent le réflecteur de Bragg 5 peut être différent de quatre, par exemple égal à trois ou cinq. Les segments 5 1 -5 4 peuvent être réalisés à partir d’une même couche de métal, par exemple de l’aluminium, avec une épaisseur de couche qui est sensiblement égale à 30 nm. illustre encore une autre variante de réalisation de l’invention, dans laquelle la nano-antenne 3 possède une structure différente de celle décrite jusqu’à présent. Cette nouvelle structure de nano-antenne peut être combinée avec les modes de réalisation de et concernant la nature et la constitution du substrat et la façon d’injecter la lumière dans le guide d’onde 2 ou de transmettre un photon qui est produit par le dispositif dans son mode de fonctionnement en tant que source de photon unique. Elle peut aussi être combinée avec les modes de réalisation du réflecteur 5 illustrés par - . Selon cette nouvelle structure de nano-antenne, la nano-antenne 3 comprend une pluralité de segments métalliques disjoints qui sont décalés entre la partie de base B 0 de cette nano-antenne et la zone de foyer ZF. Une telle structure permet de produire la fonction de concentration du champ électrique qui résulte de la lumière qui a atteint la partie de base B 0 de la nano-antenne en ayant été guidée par le guide d’onde 2, tout en limitant les pertes qui pourraient se produire dans la nano-antenne, notamment par effet Joule. Ainsi, la nano-antenne 3 qui possède cette nouvelle structure couple encore efficacement le guide d’onde 2 au nano-composant 4. Dans l’exemple qui est représenté dans , la nano-antenne 3 est composée par cinq segments 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 et 3 5 qui sont alignés le long de l’axe D 3-5 et centrés transversalement par rapport à cet axe. Le segment 3 1 constitue la partie de base B 0 de la nano-antenne, et le segment 3 5 constitue la pointe P 3 . Les segments 3 1 -3 5 peuvent avoir des extensions transversales, perpendiculairement à la direction longitudinale D 2 , qui décroissent à partir de la partie de base B 0 en direction de la zone de foyer ZF. Enfin, de façon générale pour une telle constitution de la nano-antenne 3 par des segments métalliques disjoints, tous ces segments peuvent être des portions respectives d’une même couche métallique, par exemple d’aluminium de 30 nm d’épaisseur. Il est entendu que l’invention peut être reproduite en modifiant des aspects secondaires des modes de réalisation qui ont été décrits en détail ci-dessus, tout en conservant certains au moins des avantages cités. Notamment, la nano-antenne et le réflecteur peuvent avoir des formes et constitutions différentes de celles qui ont été décrites, tout en conservant leurs fonctions respectives. Enfin, toutes les valeurs numériques et les matériaux qui ont été cités ne l’ont été qu’à titre d’illustration, et peuvent être changés en fonction d’applications différentes auxquels le dispositif est destiné. Dispositif optique intégré à nano-composant, comprenant : - un substrat de circuit optique intégré (10), supportant un guide d’onde (2) adapté pour guider une lumière qui possède une longueur d’onde comprise entre 350 nm et 2000 nm lorsque ladite lumière se propage dans le vide ; - une nano-antenne (3) métallique, qui est supportée par le substrat (10), avec une partie de base (B 0 ) de la nano-antenne qui est couplée optiquement au guide d’onde (2), et ladite nano-antenne étant conçue pour concentrer dans une zone de foyer (ZF) un champ électrique résultant de la lumière qui a atteint la partie de base de ladite nano-antenne en étant guidée par le guide d’onde (2) ; et - un composant optique, dit nano-composant (4), qui possède au moins une dimension comprise entre 1 nm et 100 nm et qui est rigidement relié au substrat (10), ledit nano-composant étant situé contre ou dans la zone de foyer (ZF) de la nano-antenne (3) et capable d’absorber un photon de la lumière qui possède la longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm ; le dispositif étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre : - un réflecteur (5), qui est rigidement relié au substrat (10) et situé d’un côté du nano-composant (4) opposé à la nano-antenne (3), de façon à renforcer une efficacité de concentration du champ électrique dans la zone de foyer (ZF), par rapport à une concentration de référence qui serait produite par la nano-antenne dans le dispositif en l’absence du réflecteur, pour la lumière de longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm qui atteint la partie de base (B 0 ) de la nano-antenne en étant guidée par le guide d’onde. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la nano-antenne (3), le nano-composant (4) et le réflecteur (5) sont alignés parallèlement à une direction longitudinale (D 2 ) du guide d’onde (2). Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la nano-antenne (3), le nano-composant (4) et le réflecteur (5) forment un agencement qui est symétrique par rapport à un plan qui est parallèle à la direction longitudinale (D 2 ) du guide d’onde (2) et perpendiculaire à une surface (S) du substrat de circuit optique intégré (10), ladite surface supportant ledit guide d’onde. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le réflecteur (5) est métallique. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le réflecteur (5) est à base d’aluminium, d’or ou d’argent, ou à base d’un alliage qui comprend de l’aluminium, de l’or ou de l’argent. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la nano-antenne (3) et le réflecteur (5) sont deux portions d’une couche métallique qui est supportée par le substrat (10), les deux portions de la couche métallique étant situées d’un côté du guide d’onde (2) qui est opposé au substrat. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel une épaisseur de la couche métallique est comprise entre 10 nm et 50 nm, de préférence entre 25 nm et 35 nm. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le réflecteur (5) possède une limite orientée vers la nano-antenne (3), ladite limite ayant l’une des formes suivantes : - une forme de pointe (P 5 ) dirigée vers la zone de foyer (ZF), avec un rayon de courbure inférieur à 500 nm, de préférence compris entre 5 nm et 500 nm, au niveau de ladite pointe ; et - une forme concave (C) tournée vers la zone de foyer (ZF), ou dans lequel le réflecteur (5) est de type réflecteur de Bragg. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre une portion de couche de couplage (23) qui est intermédiaire entre le guide d’onde (2) et la nano-antenne (3), ladite portion de couche de couplage étant adaptée pour augmenter un transfert de puissance lumineuse entre ledit guide d’onde et ladite nano-antenne par rapport à un transfert de référence qui existerait dans le dispositif entre ledit guide d’onde et ladite nano-antenne en l’absence de portion de couche de couplage, pour la lumière qui possède la longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm lorsque ladite lumière est amenée par le guide d’onde jusqu’à la partie de base (B 0 ) de la nano-antenne. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, pour lequel le guide d’onde (2) auquel est couplée la nano-antenne (3) est appelé guide d’onde intermédiaire, et le dispositif comprend en outre un guide d’onde primaire (1) qui est aussi adapté pour guider la lumière ayant la longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm, le guide d’onde intermédiaire et le guide d’onde primaire ayant des directions de guidage de la lumière qui sont parallèles et étant couplés optiquement l’un à l’autre, de sorte que ladite lumière, en étant injectée dans le guide d’onde primaire, soit au moins partiellement transférée au guide d’onde intermédiaire, puis amenée par ledit guide d’onde intermédiaire jusqu’à la partie de base (B 0 ) de la nano-antenne. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le guide d’onde primaire (1) et le guide d’onde intermédiaire (2) sont superposés selon une direction qui est perpendiculaire à une surface (S) du substrat (10), et le dispositif comprend en outre une couche de couplage (12) entre ledit guide d’onde primaire et ledit guide d’onde intermédiaire, et qui est adaptée pour produire un couplage par champs évanescents entre ledit guide d’onde primaire et ledit guide d’onde intermédiaire. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le nano-composant (4) est un nano-capteur photonique qui est adapté pour absorber un photon de la lumière de longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm lorsque ladite lumière est amenée par le guide d’onde (2) jusqu’à la partie de base (B 0 ) de la nano-antenne (3), ou dans lequel le nano-composant (4) est un nano-émetteur photonique qui est adapté pour produire un photon ayant une longueur d’onde dans le vide comprise entre 350 nm et 2000 nm, et aussi comprise dans une bande spectrale de transmission du guide d’onde (2). Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la nano-antenne (3) comprend une pluralité de segments métalliques disjoints (3 1 -3 5 ) qui sont décalés entre la partie de base (B 0 ) de ladite nano-antenne et la zone de foyer (ZF).