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Équipe SP

Offre de stage master-2 dans le domaine des capteurs photoniques

Mars/Juillet 2020

Utilisation de micro-résonateurs de haut facteur de qualité pour des applications capteurs

Contexte

L’Institut FOTON travaille sur la thématique des microcavités avec des microsphères en verre pour la réalisation de résonateurs à modes de galerie de très haut facteur de qualité pour des applications en physique des lasers, fonctions tout optiques pour les télécommunications ou les oscillateurs opto-hyperfréquence. Sur ce sujet, l’Institut FOTON possède le savoir-faire de la fabrication des microsphères à partir de matériaux actifs jusqu’à leur mise en œuvre appuyé par une caractérisation fine de leur propriétés. La spécificité des microsphères en mode de galerie réside, entre autre, dans leurs facteurs de qualité très élevé (de l’ordre de 108 voire plus). Cette propriété permet de réaliser des capteurs ultra sensibles capables de détecter un virus unique.

Travailler avec de hauts facteurs de qualité nécessite de posséder des équipements performants capables de mesurer les changements de fréquence de résonance très fines. La méthode usuelle consiste à exciter le résonateur à l’aide d’un laser accordable très fin spectralement dont la fréquence est balayée linéairement. Il existe une autre méthode, dite hybride spectrale/temporelle. Elle consiste à mesurer le temps de vie des photons dans le dispositif tout en cherchant une résonance de la cavité en balayant le laser d’entrée en fréquence.

En utilisant la méthode hybride spectrale/temporelle avec des microsphères fabriquées avec des matériaux actifs, nous pouvons contrôler certaines propriétés du résonateur en modifiant simplement la puissance de pompage ou le taux de couplage entre le guide d’accès et la microsphère. Ainsi, lorsqu’une particule entre en contact avec la surface de la microsphère, elle va changer les caractéristiques de la cavité. En compensant cette variation par le taux de couplage cavité/guide d’accès, nous pouvons mesurer la concentration des particules présentes à la surface de la microsphère par rapport au changement du taux de couplage.

 
Contact

Luiz POFFO