Un gyroscope sur une puce

Le projet MERMIG («Modular CMOS photonic integrated micro-gyroscope») veut faire de la place pour la charge utile en remplaçant le gyroscope à fibre optique, gros et lourd. Les six partenaires universitaires et industriels de MERMIG réalisent un micro-gyroscope très léger et n'occupant que quelques centimètres cube.

Pour réaliser cette nouvelle génération de micro-gyroscopes, capables de supporter les conditions difficiles du lancement d'un satellite en orbite géostationnaire, les chercheurs exploitent les derniers progrès en matière de nanophotonique sur silicium. Ils utilisent la technologie CMOS pour intégrer sur la même puce les composants électronique et optiques, via lithographie de nano-impression.

Les partenaires de MERMIG adaptent deux techniques aux capteurs pour l'espace. Au cours de la première période de rapport, ils ont réduit à quelques millimètres carrés la cavité optique à fibres, initialement lourde et encombrante. Ils ont intégré toutes les fonctionnalités clés d'un capteur à cavité optique sur une puce photonique sur silicium de 4,84 x 1 mm. Durant la prochaine période de rapport, les travaux continueront sur la puce, pour obtenir un effet laser Raman.

En outre, les membres du projet MERMIG ont construit un laser à 1 550 nm capable de fournir 150 mW en consommant 1 A. Ils l'ont fabriqué par lithographie de nano-impression, et complété d'un amplificateur sur fibres optiques qui améliore la puissance en sortie. Le laser et l'amplificateur sont montés dans une configuration d'amplificateur de puissance à oscillateur maître, convenant à une détection sur 3 axes et à diverses applications dans l'espace.

Le bruit à hautes fréquences ajouté au signal est tellement faible que le nouveau micro-gyroscope est utilisable pour des satellites de télécommunication ainsi que pour des satellites scientifiques. D'un autre côté, il répond aux exigences de masse des rovers d'exploration planétaire. Les circuits du gyroscope photonique peuvent être fabriqués en grande quantité et à faible coût, ce qui est très intéressant pour le secteur spatial européen.