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RTR SISCom

Développement de guides à base de verres de chalcogénure dopés pour des applications capteurs dans le moyen-infrarouge

juillet 2012 – novembre 2013

Développement de guides à base de verres de chalcogénure dopés pour des applications capteurs dans le moyen-infrarouge

Développement de capteurs à base de verres de chalcogénure. Fabrication d’un capteur intégré de type guide à onde évanescente dans le moyen infra-rouge.

Contexte

Les verres de chalcogénure, de par leur transmission dans le moyen infrarouge et leurs faibles pertes optiques (moins de 1 dB/cm dans le proche infrarouge) possèdent beaucoup d’atouts pour faire des dispositifs en optique intégrée.
Par ailleurs, les marchés de l’industrie « laser » et des capteurs progressent régulièrement ces dernières années et ses perspectives sont prometteuses en termes d’innovation et d’applications notamment dans les domaines sociétaux tel que l’environnement, la santé… Le domaine du moyen infra-rouge, qui correspond spectralement à l’intervalle de longueurs d’onde comprises entre 3 et 25 µm, couvre les importantes fenêtres atmosphériques de 3 à 5 µm et de 8 à 12 µm, et les signatures spectrales de nombreux gaz, liquides, solides et molécules organiques. Ainsi, à la fois des sources laser discrètes ou larges, dans le moyen infrarouge suscitent un grand intérêt notamment pour la spectroscopie en temps réel, ou pour la mesure à distance ... L’une des clés est notamment le développement de capteurs avec des sources intégrées dans le m-IR performantes pour développer les capteurs optiques à ces longueurs d’onde. On peut imaginer que ces sources pourraient servir pour l’analyse en temps réel pour le contrôle biologique sur des patients (par exemple, societal challenge de Comin-Lab : Digital environnement of the citizen). Cependant jusqu’à maintenant, aucun laser intégré dans le moyen infra-rouge n’a été développé dans la gamme de longueurs d’onde entre 3 et 5 µm. Le développement de tels dispositifs permettrait d’intégrer plusieurs composants sur le même substrat et de réduire la taille des composants mais aussi leur coût.

Objectifs

Ce projet a pour objectif la fabrication d’un capteur intégré de type guide à onde évanescente dans le moyen infra-rouge, à partir de verre de chalcogénure dopé par des ions « terre rare ». Le principe du capteur reposera par un pompage des ions « terre rare » en co-propagation pour obtenir ensuite la fluorescence guidée à une longueur d’onde émettant dans le moyen infra-rouge. Cette fluorescence guidée serait alors absorbée par la substance à détecter du fait de l’existence de l’onde évanescente pour détecter et doser cette substance. Le choix de la substance se fera par rapport à sa bande d’absorption dans le moyen infra-rouge.

Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

ISCR, IETR
(groupe(s) Foton impliqué(s) : OGC)

Coordinateur

Foton : Joël CHARRIER

Financements

RTR SISCom (3,5 k€)