La symétrie planaire des puces optiques impose un dichroïsme linéaire empêchant l’utilisation d’ondes polarisées circulairement en optique intégrée où seules les modes de polarisations linéaires transverses électriques (TE) et transverses magnétiques (TM) sont les modes propres, seules ondes pouvant se propager sans altération.
Il a fallu combiner les compétences de chimistes du LCH-ENSLyon et de physiciens de l’ILM pour proposer la première approche expérimentale libérant l’optique intégrée de cette limitation. En effet, grâce au développement d’une matrice sol-gel incorporant des molécules chirales, une biréfringence circulaire élevée a pu être obtenue dans un matériau solide transparent. Puis, par simple embossage de ce matériau, sous forme de couches, à l’aide de moules en PDMS, des guides d’ondes canaux ont été fabriqués avec des dimensions optimisées pour limiter au maximum la biréfringence linéaire. En combinant la forte biréfringence circulaire de notre matériau avec la biréfringence de forme modulée des guides canaux, des ondes à polarisations quasi-circulaires ont pu se propager, pour la première fois, dans ces guides chiroptiques sans modification. Ainsi, la fabrication de circuits chiroptiques intégrés pouvant allier la propagation de modes propres de polarisation circulaire et les compacité et robustesse des puces ouvre la voie vers une photonique intégrée chirale. Des applications en lien avec la chiralité comme la fabrication de capteurs de chiralité pour la pharmacologie, la médecine, l’industrie agro-alimentaire ou encore la mesure de la pollution environnementale sont désormais possibles.