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Axe III : Instrumentation, Lasers et Capteurs

Le caractère très diffusant de la photonique dans différents domaines d’applications nécessite parfois une instrumentation, des lasers, et/ou des capteurs, qui présentent des similarités malgré la diversité des applications. Ce caractère transverse peut se traduire par l’utilisation d’une même technologie (fibre, semi-conducteurs …), d’une même fonctionnalité (filtrage spectral, bruit fréquentiel d’un laser, capteurs interférométriques…), ou d’une même instrumentation (analyse spectrale, caractérisation non-linéaire …).

Cet axe thématique s’appuie sur l’expertise de l’unité Foton en matière de télécommunications optiques à 1,55 µm pour adresser d’autres domaines de longueur d’onde tels que le visible, le moyen infrarouge ou l’opto-hyper. Les domaines d’applications vont de la santé aux applications industrielles en passant par l’agro-alimentaire, l’environnement, la défense et la sécurité. De nombreux projets relevant de cet axe thématique sont menés en collaboration avec des partenaires industriels du cluster Photonics Bretagne.

Différentes technologies sont utilisées : les fibres optiques, l’optique intégrée sur matériaux développés dans l’Axe II par la plate-forme CCLO, les microcavités à base de verres dopés en ions terre rare ou à base de semi-conducteurs (micro-disque en GaP développé par la plate-forme NanoRennes).

Les activités de recherche concernent aussi bien les études théoriques (modélisations, simulations numériques), que les développements expérimentaux de nouvelles architectures laser, de nouvelles techniques de couplage optique et d’assemblage, ou de nouvelles techniques de caractérisation (analyse modale, caractérisation non-linéaire, échantillonnage optique, etc.).

Les projets conduisent très souvent à l’étude de lasers ayant des caractéristiques extrêmes : lasers à fibre en régime impulsionnel ou continu, lasers Brillouin cohérents, lasers micro-sphériques bi-fréquence, … Leur caractérisation nécessite une instrumentation spécifique, voire métrologique (mesure de bruit d’intensité et de bruit de fréquence, cavity ring-down…) dans le but d’améliorer les performances de ces systèmes. Ces lasers ou composants passifs peuvent conduire à la réalisation de capteurs aux performances accrues en termes de compacité, de sensibilité, de résolution et de bruit dans les domaines de longueurs d’onde allant du visible au MIR.