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Les dispositifs photoniques non-linéaires sur puce ont considérablement élargi le potentiel des circuits intégrés photoniques pour le traitement du signal optique, les sources et les capteurs ^[1]. Des sources de lumière non conventionnelles telles que les peignes de fréquences induits par effet Kerr, avec des applications en métrologie et en spectroscopie ^[2] ou les sources de paires de photons intriquées, à la base du calcul ou de la détection optique quantique ^[3], sont désormais démontrées à l'échelle de la puce. Le processus de translation spectrale qui relie deux plages de longueurs d'onde d'intérêt par conversion non-linéaire de fréquence, montre également des avantages clés pour la détection ou le traitement du signal ^[4]. Dans ce domaine de recherche, les principaux défis sont nombreux pour rendre les dispositifs les plus performants possibles car les phénomènes non-linéaires en jeu dépendent à la fois des propriétés des matériaux, de la conception géométrique, de la maturité technologique et des aspects économiques.
Dans cet exposé, nous introduirons tout d’abord les processus non-linéaires dans le contexte de tels dispositifs photoniques intégrés, nous permettant de tracer les lignes directrices de l'ingénierie de dispositifs photoniques. Dans un second temps, j'illustrerai l'ingénierie des dispositifs photoniques non-linéaires avec quelques pistes de recherche que nous avons explorées sur la réalisation de composants photoniques à base de semi-conducteurs III-V.