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Projet Région Bretagne

DEEP BLUE : Diode laser bleue de haute pureté spectrale pour l’analyse chimique du milieu marin

décembre 2016 – décembre 2018

DEEP BLUE : Diode laser bleue de haute pureté spectrale pour l'analyse chimique du milieu marin

Le projet Deep Blue vise à améliorer la qualité des mesures par spectroscopie Raman en diminuant la longueur d’ondes d’excitation. L’innovation consiste à concevoir des diodes laser monofréquences aux courtes longueurs d’onde (bleu, violet voire UV profond) en améliorant les propriétés spectrales et spatiales de diodes laser commerciales.

Contexte

La qualité de l’environnement est un enjeu majeur pour la santé des populations. Elle nécessite de développer des outils optimisés pour détecter et quantifier des éléments chimiques (polluants maritimes) ou biochimiques (protéines, lipides, ADN...), des bactéries, des cellules (pico- et phytoplancton, bactéries, ...), des virus, des micro- et nanoparticules ...
La spectroscopie Raman est probablement l’outil le plus prometteur pour faire de l’analyse chimique sans prélèvement, en temps réel et directement dans l’eau de mer, sans dénaturation par des labels toxiques.
Pour une analyse encore plus précise de l’environnement marin, le projet Deep Blue propose d’utiliser des lasers à courte longueur d’onde (bleu, violet voire UV profond) qui permettront d’augmenter significativement la sensibilité et améliorer la résolution spatiale.
Les applications maritimes sont nombreuses : la détection de micro- nano-plastiques, d’hydrocarbure ou d’autres polluants, et la détection de bactéries.

Objectifs

Dans le cadre du projet Deep Blue le laboratoire Foton souhaite répondre à deux problématiques principales :
- Le développement de bancs de mesures pour caractériser finement les propriétés de cohérence de diodes laser émettant dans la gamme 400 - 450 nm. Pour cela le laboratoire se basera sur son savoir-faire dans l’étude des lasers monofréquences aux longueurs d’onde télécoms ;
- Proposer et mettre en œuvre des techniques tout optique d’affinement spectrale, d’accordabilité et de stabilisation de ces diodes laser.

Résultats majeurs
  • Démonstration d’un fonctionnement monofréquence d’une diode laser en nitrure de gallium par contre réaction optique d’un réseau de Bragg fibré ;
  • Amélioration de la sensibilité d’un spectromètre Raman par l’utilisation d’une diode laser monomode à 405 nm ;
  • A. Congar et al., "Impact of mode-hopping noise on InGaN edge emitting laser relative intensity noise properties", IEEE J. Quantum Electron. 54(1) 1100107 (2016) [ hal-01959531 ]
Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

OxxiusHORIBA Jobin-YvonIfremer
(groupe(s) Foton impliqué(s) : SP/PLA)

Coordinateur

Oxxius (Julien ROUVILLAIN)
(responsable Foton : Stéphane TREBAOL)

Financements

Région Bretagne et Feder (572 k€)