Informations générales
Événement : 89e Congrès de l'Acfas
Type : Colloque
Section : Section 200 - Sciences naturelles, mathématiques et génie
Description :Dès sa découverte en 1960, le laser a été utilisé pour plusieurs études fondamentales en interaction lumière-matière, particulièrement en optique non linéaire. Il a aussi été employé très tôt en ophtalmologie. Par la suite, le laser s’est rapidement imposé comme une technologie incontournable dans une multitude de domaines de l’activité humaine. En l’espace de quelques décennies, les lasers sont passés du laboratoire au marché et sont devenus des composants indispensables dans une gamme étendue de produits et de systèmes. Leur utilité dans pratiquement tous les aspects de la vie courante ne cesse de prendre de l’ampleur.
Mais avant d’arriver aux applications, plusieurs années de recherche ont été nécessaires afin de découvrir, comprendre et maîtriser les multiples et complexes paramètres de ces sources lumineuses pour en faire des outils performants. Les lasers ont trouvé leur place en production industrielle et micro-usinage, notamment pour la découpe et la soudure. Cette technologie permet en plus de répondre à de grands problèmes de société. Des dispositifs laser ont été adaptés aux besoins du domaine médical et ont permis de nouvelles techniques de chirurgie, d’imagerie, de diagnostic et de traitement. Du côté des enjeux environnementaux, les lasers sont maintenant utilisés pour la télédétection de polluants atmosphériques. À une autre échelle, ils sont intégrés dans des systèmes de capteurs miniatures qui rendent possible la conduite autonome.
Si, en 2022, les champs d’application du laser sont vastes et variés. Reste-t-il d’autres frontières à conquérir pour cette technologie? Quelles perspectives de développement et de valorisation pouvons-nous envisager? Comment le Québec contribue-t-il à l’essor du domaine?
Le colloque sur les lasers que nous proposons au 89e Congrès de l’Acfas vise à dresser un portrait de la situation et à fournir une vision d’avenir du domaine. Nous mettrons en évidence la grande contribution du laser à la société actuelle et examinerons de plus près ce que les lasers seront capables d’accomplir dans l’avenir.
Remerciements :La réalisation de ce colloque est rendue possible grâce à nos conférencières et conférenciers de renoms qui ont généreusement accepté de partager les tendances novatrices de ce domaine scientifique.
Le comité souhaite remercier ses partenaires: Femtum, Gentec, INO, Optonique et TeraXion.
Une dernière mention est dirigée envers l’équipe du COPL pour sa précieuse collaboration.
- Marouchka-Maude Brisebois (Université Laval)
- Michel Piché (Université Laval)
- Sophie Larochelle (Université Laval)
Programme
Session 1 : Historique et nouvelles frontières
-
Communication orale
La découverte du laserMichel Piché (Université Laval)
L’historique du laser débute habituellement avec la notion d’émission stimulée introduite par Einstein en 1916. Pourtant, le premier laser n’a été mis en opération qu’en 1960. Comment expliquer ce délai de plus de 40 ans ? Était-ce dû à des défis techniques, ou à des considérations fondamentales ?
Dans cet exposé, on passe en revue les principales étapes qui ont mené à la découverte du laser. Parmi les étapes clés, on soulignera le lien entre l’émission stimulée et l’amplification d’un faisceau lumineux, ainsi que la conception de cavités laser fonctionnelles. On décrira la contribution de plusieurs scientifiques qui ont participé aux différentes initiatives ayant mené à cette découverte. -
Communication orale
Progrès récents dans le développement d’une source de rayonnement X par laser ultra-court à l’INRS pour la sécurité alimentaire globaleJean-Claude Kieffer (INRS - Institut national de la recherche scientifique)
Une source de rayonnement X basée sur l’accélération d’électrons par onde de sillage a été développée depuis de nombreuse années à l’INRS pour les applications allant de la détection précoce du cancer du sein à la sécurité alimentaire globale. Les progrès récents incluent i) l’amélioration de la stabilité de la source X qui est opérée à 20keV avec un taux de répétition de 2.5Hz avec la capacité de réaliser 50 000tirs successifs pour la tomographie par holographie X et ultra-haute résolution spatiale (4µm) et avec un ajustement des paramètres sur demande, ii) la première démonstration de génération d’émission X avec des impulsions laser énergétiques (3J sur cible) et de très courte durée (13 femtoseconde) correspondant à une puissance laser crête sur cible de 230TW et iii) la détection de la distribution des nutriments minéraux dans les plantes avec une nouvelle méthode d’imagerie X.
Ces récentes avancées ouvrent de nouvelles directions vers les laser PW et monocycles (5J, 5fs) ainsi que pour la détection précoce du cancer du sein avec une amélioration de résolution spatiale par un ordre de grandeur et une réduction de dose conséquente par rapport aux techniques conventionnelles utilisées en mammographie. La source de rayonnement X de l’INRS est ouverte aux utilisateurs à travers le réseaux Nord-Américain d’infrastructures laser LaserNetUS (https://lasernetus.org/facilities).
-
Communication orale
Caractérisation des matériaux en utilisant de sources de rayons X générés par laserAmina Hussein (University of Alberta)
À des intensités relativistes, les électrons peuvent être entraînés à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, facilitant l'exploration d'un nouveau régime d'interactions laser-plasma. Ces lasers entraînent la matière dans des états extrêmes de température et de pression, imitant ceux que l'on trouve généralement dans les environnements astrophysiques. Les progrès réalisés dans les interactions laser-matière intenses ont également conduit à une nouvelle génération de sources de particules et de rayonnement pulsées, chacune avec une durée très courte à l'échelle de la femtoseconde héritée du pilote laser. Ces sources peuvent être utilisées pour étudier les phénomènes dynamiques ultra-rapides dans les matériaux denses.
Dans cet exposé, je discuterai de nos travaux sur la spectroscopie à rayons X haute résolution de l'émission à partir d'expériences utilisant le laser ALEPH de Colorado State University. Dans ces expériences, nous examinons la génération et la propagation d'électrons énergétiques dans des feuilles minces et des cibles en couches pour élucider la physique des interactions solides laser à haute intensité. Je discuterai également de la génération de sources de rayons X durs à large bande par Laser Wakefield Acceleration, générée par une impulsion laser intense traversant un plasma de faible densité, et de la manière dont ces sources peuvent être utilisées pour diagnostiquer les transitions de phase dans matériaux denses.
Dîner libre
Session 2: Impulsions laser ultra-brèves et leurs interactions
-
Communication orale
Titre: À venirFélicie Albert (Lawrence Livermore National Laboratory)
-
Communication orale
Sources laser utlrarapides utilisées pour tester l'électrodynamique quantiqueStéphane Virally (Polytechnique Montréal)
L'électrodynamique quantique décrit les relations entre la lumière et la matière, d'un point de vue quantique et relativiste. Elle décrit donc naturellement des phénomènes locaux en temps et en espace. Nous passerons en revue nos travaux sur les mesures que nous pouvons réaliser en laboratoire pour sonder les états quantiques de la lumière et de la matière, avec des résolutions en dessous des longueurs d'onde, en utilisant des laser à impulsions ultracourtes.
-
Communication orale
Génération d’impulsions lumineuses intriquées de quelques cycles optiquesPatrick Cusson (Polytechnique Montréal)
L'utilisation de la lumière quantique pulsée promet d'ouvrir la voie à de nouveaux paradigmes en communication, informatique et détection quantiques. L’une des techniques les plus proéminentes pour générer des états lumineux non classiques est la conversion paramétrique descendante (PDC) où les photons d'une pompe optique puissante se séparent en paires de photons intriqués. La PDC est utilisée régulièrement dans la génération de photons uniques annoncés. Les expériences de pointe contemporaines utilisent couramment des impulsions de pompe d'une durée allant de la pico à la nanoseconde pour générer des états intriqués à large bande. Par conséquent, l'intrication est distribuée au travers de nombreux degrés de liberté spatio-temporels.
Dans ce travail, nous démontrons la génération de paires d'impulsions intriquées lumineuses pour les applications dans le domaine temporel. En adaptant la durée de l'impulsion de pompe au temps de cohérence défini par la bande passante du processus de PDC, nous avons produit des impulsions lumineuses intriquées qui occupent plus de 85 % du mode temporel du vide quantique amplifié. Nous avons généré de façon efficace des paires d'impulsions intriquées contenant en moyenne 2x10^6 photons avec une bande passante correspondant à une impulsion de 7 fs. De telles impulsions promettent d’être utiles pour l'optique quantique, dont notre proposition pour l'échantillonnage intra-cycle des champs quantiques dans l’infrarouge moyen.
-
Communication orale
Verrouillage de la phase de deux ondes conjuguées par diffusion Brillouin stimulée à l'aide d'une méthode interférométriqueYves Christian Nonguierma (Université de Moncton)
Depuis l'invention du laser, le besoin d’avoir une énergie d'impulsion, une luminance et des taux de répétition élevés s’est fait ressentir pour de nombreuses applications, telles que l'usinage laser ou la fusion laser. Cependant, les distorsions de front d'onde induites thermiquement et les dommages optiques limitent l'énergie et la puissance réalisables. Les miroirs à conjugaison de phase offrent la possibilité de corriger les distorsions du front d'onde.
Le faisceau réfléchi par un miroir à conjugaison de phase par diffusion Brillouin stimulée ayant naturellement une phase aléatoire, nous proposons ici une méthode interférométrique utilisant deux ondes contrapropagatives qui permet de verrouiller leur phase. Cette méthode se prête également à la création d'un faisceau à haute luminance, sans aberration, en combinant de manière cohérente plusieurs faisceaux grâce à l’association en série de plusieurs de ces interféromètres.
Session 2 : Impulsions laser ultra-brèves et leurs interactions
-
Communication orale
Nouvelle approche pour la compression des lasers picosecondes et applicationsFrançois Légaré (INRS - Institut national de la recherche scientifique)
Résumé: À venir
-
Communication orale
Renforcement de la diffusion Raman stimulée dans une fibre à cœur creux remplie de gaz par l’interaction entre de multiples modesKatherine Légaré (INRS - Institut national de la recherche scientifique)
Les fibres à cœur creux remplies de gaz sont régulièrement utilisées pour étirer le spectre d’impulsions laser afin d’ensuite les compresser pour obtenir des impulsions ultra-courtes. Généralement, le processus est basé sur l’automodulation de phase et est relégué au mode de propagation fondamental de la fibre. Pourtant, les fibres à cœur creux offrent une faible dispersion modale, ce qui les rend idéales pour explorer des phénomènes non-linéaires multidimensionnels.
Ici, on démontre que lorsque la fibre est remplie de gaz moléculaire, la présence de modes élevés consolide les effets non-linéaires, ce qui permet de contrecarrer la diffraction et de confiner les impulsions dans l’espace et dans le temps. Au final, les échanges entre les différents modes de propagation au long de la fibre favorisent un renforcement de la diffusion Raman stimulée qui mène à la génération d’impulsions aux caractéristiques solitoniques, facilement compressibles, et dont le spectre est fortement élargi et décalé vers le rouge. Une telle source accordable d’impulsions ultra-courtes de haute intensité offre une nouvelle avenue pour certaines applications d’optique non-linéaire, par exemple pour la génération d’harmoniques d’ordres élevés. -
Communication orale
Caractérisation temporelle d’impulsions laser ultra-brèves par absorption transitoire résolue spectralement.Philippe Lassonde (INRS - Institut national de la recherche scientifique)
Nous avons développé une méthode générale pour mesurer la durée des impulsions laser ultra-brèves basée sur la génération d’électrons libres dans les matériaux semi-conducteurs et dans les diélectriques ayant une bande d’énergie interdite étroite. Les expériences ont démontré la caractérisation d`impulsions sans contrainte liée à la longueur d’onde, à la largeur de bande et à la polarisation.
Cette méthode fonctionne avec des matériaux tels Si, Ge et ZnSe; elle mène à une sensibilité accrue car le signal détecté est proportionnel à l’énergie de l’impulsion mesurée. La technique fonctionne en configuration pompe-sonde où l’impulsion pompe a besoin d’une intensité suffisante pour promouvoir des électrons libres dans la bande de conduction du matériau. Cela engendre une transition rapide de sa transmissivité sur une échelle de temps correspondant à la durée de l’impulsion pompe. La fonction transitoire est ensuite sondée par l’impulsion sonde et ce mécanisme permet de mesurer les impulsions laser ultra-brèves sans tenir compte de conditions d’accord de phase.
Nous avons ainsi démontré la caractérisation : (i) d’impulsions laser de quelques cycles optiques avec une longueur d’onde centrale variant entre 0,8 et 14 µm, (ii) d’impulsions laser ayant un spectre étendu sur 2,25 octaves dans l’infrarouge, (iii) d’impulsions à très faible énergie étirées temporellement (i.e. 150 nJ/40 ps) et (iv) de deux impulsions simultanément ayant des polarisations croisées.
Session 3 : Lasers et applications
-
Communication orale
Une mémoire spatio-temporelle ultrarapide des ondes térahertz (THz) grâce à une source intense et au cristal SrTiO3François Blanchard (ÉTS - École de technologie supérieure)
La spectroscopie et l'imagerie térahertz (THz), qui concerne des fréquences de 100 GHz à 10 THz, connaissent un essor sans précédent. À ces fréquences, la plus petite taille d'élément résoluble est limitée par la diffraction, approximativement 150 μm à 1 THz. Pour surmonter cette limitation, les méthodes d'imagerie en champ proche ont démontré des résolutions spatiales jusqu'à l'échelle nanométrique. Cependant, ces démonstrations utilisent des techniques de balayage matriciel, qui nécessitent de longs temps de mesure et ne sont pas compatibles avec des échantillons en mouvement ou changeants dynamiquement. En outre, ces techniques sont rarement couplées à des ondes THz intenses, un rayonnement qui a ouvert la voie à des études non linéaires résolues dans le temps. En d'autres termes, l'optique non linéaire aux fréquences THz résolues spatialement sous diffraction reste un domaine pratiquement inexploré.
Depuis 2011, l'imagerie microscopique multispectrale par effet Pockel et cadence vidéo a été démontrée. Aujourd'hui, nous capitalisons sur la forte intensité THz pour explorer de nouveaux capteurs non linéaires basés sur l'effet Kerr et ayant une réponse polaire résiduelle. Ainsi, nous montrons que la surface d'un cristal de SrTiO3 (STO) agit comme un capteur ultra-rapide qui permet une commutation sub-picoseconde par effet Kerr et un enregistrement multips de l'intensité THz. La sensibilité et la résolution spatiale du capteur STO surpassent les capteurs THz actuels.
-
Communication orale
Génération d'impulsions Térahertz intenses sous-cycles avec contrôle de la polarisation.Xavier Ropagnol (INRS - Institut national de la recherche scientifique)
Nous démontrons la génération d'impulsions térahertz (THz) intenses et sous-cycle avec une polarisation elliptique variable et des champs crêtes de plus 80 kV/cm à partir d'antennes photoconductrices de grande ouverture en utilisant une structure interdigitée spécifique. Cette dernière est composée d'électrodes horizontales et verticales, qui permettent la génération de deux impulsions THz quasi-demi-cycle avec leurs polarisation respectives qui sont orthogonales. Un retard temporel entre les deux impulsions THz est introduit par un masque de phase couvrant uniquement les parties de l'antenne ayant des électrodes horizontales. En modifiant l'épaisseur du masque, nous pouvons contrôler, à la demande, l'état de la polarisation des impulsions THz, allant d'une polarisation linéaire à une polarisation circulaire.
-
Communication orale
Le laser impulsionnel femtoseconde, un outil pour le développement de source de rayonnement térahertz intenseLeo Guiramand (ÉTS - École de technologie supérieure)
Les ondes térahertz (THz), sont situées dans le spectre électromagnétique entre les domaines de l'infrarouge et des micro-ondes. N’existant pas à l'état naturel, le rayonnement THz doit être généré artificiellement pour pouvoir être utilisé dans diverses applications. Pour cela, des techniques basées sur l'utilisation de lasers pulsés femtosecondes peuvent être employés. Au cours de ce colloque, je présenterai le travail que nous avons mené ces dernières années dans le développement d'une source THz impulsionnelle efficace et polyvalente. La génération des impulsions THz se fait par un processus d'optique non linéaire induit dans un cristal illuminé avec un laser infrarouge.
La source que nous avons mise en place présente une des meilleures efficacités de génération THz jusque-là jamais réalisées. De plus, elle génère des impulsions intenses et possède une puissance moyenne élevée. Cette source THz, de par ces performances et sa polyvalence, ouvre de nombreuses perspectives pour des applications scientifiques d'interaction lumière-matière dans des régimes non linéaires, de manipulation de particules et également en imagerie THz. -
Communication orale
Génération et manipulation d'un train d'impulsions térahertz avec une résolution sub-picosecondeJoel Edouard Nkeck (ÉTS - École de technologie supérieure)
Nous démontrons une technique permettant de générer et de contrôler un train d'impulsions térahertz (THz) en utilisant la combinaison d'un émetteur THz avec un miroir échelon et un dispositif de micromiroirs.
Session 3 : Lasers et applications
-
Communication orale
Développement de laser industriel sur mesure : un exemple pour le dépistage de fuite de gaz le long d’un pipelineAndré Fougères (Institut national d'optique)
INO est un important centre d'expertise en optique-photonique au Canada dédié à la recherche industrielle. Depuis 30 ans, elle crée et développe des solutions pour répondre aux besoins d'entreprises et d’industries diverses. Une partie de son succès prend sa source dans son positionnement en innovation translationnelle.
Dans cette présentation, ce positionnement sera illustré par l’évolution de sa plateforme d’amplification (MOPAW) d’impulsions laser brèves et ultrabrèves polarisée et basée sur un savoir-faire unique en fibres optiques actives, au travers d’applications industrielles allant de la réparation de puces mémoire dans l’industrie des semiconducteurs, à la proposition d’un nouveau type de chirurgie de la rétine, jusqu’à la détection aéroportée de fuites de pétrole le long d’un pipeline. -
Communication orale
Caractérisation du champ proche térahertz des antennes impriméesMariia Zhuldybina (ÉTS - École de technologie supérieure)
La conductivité de l'encre des antennes imprimées a été étudiée par microscopie à champ proche térahertz.
-
Communication orale
Laserax, solutions laser industriellesAlex Fraser (Laserax)
La présentation portera sur l'entreprise Québécoise Laserax, fondée en 2010 par deux finissants de l'Université Laval, Alex Fraser et Xavier Godmaire. Laserax conçoit, intègre et commercialise des solutions lasers industrielles. Les principales applications; marquage-nettoyage-texturation-soudure, seront présentées ainsi que les principaux marchés dans lesquels l'entreprise oeuvre, soit l'automobile et les métaux primaires.
-
Communication orale
Offrir versatilité et productivité aux laser ultrabrefs pour usiner et fonctionnaliser des surfaces.Christophe Arnaud (Novika)
Le laser est devenu au fil des années un incontournable pour la découpe, le soudage, le traitement de surface, le rechargement de pièces… Malgré tout, les lasers impulsionnels (bref et ultrabrefs) sont encore peu présents dans l’industrie, malgré un immense potentiel pour de nombreuses applications : Une surface peinte ou oxydée peut être nettoyée par laser, le collage d’un assemblage peut être amélioré par texturation laser des surfaces avant collage, la friction d’une pièce en mouvement peut être diminuée par texturation laser. On peut aussi fonctionnaliser une surface pour lui attribuer de nouvelles propriétés inspirées de la nature. Ainsi il devient possible de créer une micro-texture super hydrophobe, anti bactérienne, ou encore de changer les propriétés optiques d’un matériau pour le rendre absorbant ou anti réfléchissant. Sans effet thermique, le laser ultrabref offre des usinages d’une précision micrométrique, et de très haute qualité.
Depuis plusieurs années, les lasers ultrabrefs ne cessent de monter en puissance, devenant au fil du temps un outil synonyme de productivité. De nombreuses solutions deviennent disponibles pour rendre cette technologie industrielle comme l’utilisation d’éléments diffractifs ou encore de scanners polygonaux. Solutions NOVIKA présentera ici son approche par modulation spatiale de la lumière, offrant versatilité et productivité pour une diversité d’applications manufacturières.
Session 4 : Lasers à fibre et propagation non linéaire
-
Communication orale
Quand des fibres optiques produisent de l’infrarouge moyenRéal Vallée (Université Laval)
Les lasers à fibres combinent plusieurs propriétés optiques uniques dont leur qualité de faisceau, leur robustesse ainsi que leur brillance. En particulier, les lasers Ytterbium/silice émettant plusieurs kW au voisinage de 1 micron ont notamment révolutionné le secteur manufacturier de la découpe et de la soudure des métaux. La transmission des fibres de silice décroit cependant rapidement au-delà de 2 microns, ce qui a freiné le développement des sources fibrées dans la région de l’infrarouge moyen. Le développement de fibres optiques en verre fluoré de haut standard de qualité est cependant venu changer la donne.
De fait, grâce à leur transmission s’étendant jusqu’à 5 microns ainsi que leur excellente solubilité aux ions actifs de la famille des lanthanides, les fibres de verre fluoré ont permis le développement d’une nouvelle famille de lasers à fibres opérant dans l’infrarouge moyen. Dans cet exposé, nous allons passer en revue les plus récents développements qui ont permis d’atteindre des niveaux de puissance de plusieurs dizaines de watts à différentes longueurs comprises entre 2.8 et 3.8 microns. L’impact de ces sources sur différents domaines d’applications, dont le secteur biomédical, sera également abordé. -
Communication orale
L’importance des réseaux de Bragg fibrés dans les lasers d’aujourd’huiFrançois Trépanier (TeraXion)
Durant cet exposé, nous désirons montrer pourquoi les réseaux de Bragg fibrés (FBG) sont maintenant devenus incontournables pour une majorité de lasers d’aujourd’hui, spécialement pour les lasers à fibre. La possibilité de facilement manipuler séparément le contenu spectral et le profil temporel offre des possibilités difficilement atteignables par les technologies traditionnelles, tout en étant robustes, compactes et économiquement abordables.
Nous présenterons nos plus récents résultats pour les lasers à fibre continus de plusieurs kilowatts, particulièrement les réflecteurs de cavité et les filtres Raman ainsi que les FBG dispersifs employés dans les oscillateurs femtosecondes et comme étireurs d’impulsion accordables pour l’amplification d’impulsions ultrabrèves à haute énergie. Finalement, nous exposerons des technologies actuellement en développement de réflecteurs Bragg fibrés pour les pompes multimodes et pour une nouvelle génération d’oscillateurs femtosecondes. -
Communication orale
Développement de lasers à fibre optique opérant dans la région visible du spectre électromagnétiqueMarie-Pier Lord (Université Laval)
Au cours des dernières années, de nombreuses démonstrations ont témoigné du potentiel applicatif énorme des lasers à fibre optique. Ces dispositifs permettent en effet de générer des signaux haute-puissance de grande qualité tout en reposant sur des configurations simples, compacts et robustes [1]. La majorité des efforts entourant le développement de telles sources a toutefois été concentrée dans la région spectrale de l’infrarouge proche, et depuis plus récemment dans l’infrarouge moyen [2].
Mon projet de recherche vise à contribuer au développement de telles sources dans la région visible, puisque de nombreux secteurs d’activité, tels que le biomédical et l’industriel, pourraient en bénéficier [3].
Dans le cadre de mon doctorat, je travaille sur le développement de différentes transitions laser visibles au sein de fibres optiques dopées d’ions trivalents de la famille des lanthanides, notamment le praséodyme et le dysprosium. Les travaux que j’ai réalisés depuis le début de mon doctorat ont mené à la première démonstration d’un système laser fibré monolithique opérant dans la région spectrale du rouge [4].
Session 4 : Lasers à fibre et propagation non linéaire
-
Communication orale
Sources infrarouges fibrées à base d’effets non linéaires dans les verres chalcogénure et fluorésMartin Rochette (Université McGill)
Cette présentation traitera de récentes avancées dans le laboratoire de la photonique non linéaire à l’Université McGill. L’emphase sera mise sur la réalisation de sources tout-fibre à partir des verres de chalcogénure et de verres fluorés. Ces verres sont choisis spécifiquement pour leurs propriétés telles que la non-linéarité optique, la plage spectrale de transparence, et la tolérance à l’intensité lumineuse.
Les sources fibrées qui seront présentées incluent le premier laser en anneau tout-fibre à base de verre chalcogénure, le premier oscillateur paramétrique en anneau à partir de composants en chalcogénure (coupleur et milieu de gain) et de fibre en verre fluoré, et des convertisseurs en longueur d’onde à base de solitons décalés en fréquence par effet Raman intrapulse. -
Communication orale
Le développement de lasers à fibre robustes émettant des impulsions dans l'infrarouge moyenPascal Paradis (Université Laval)
Dans la dernière décennie, les communautés scientifiques, académiques et industrielles ont démontré un intérêt grandissant pour les lasers à fibre émettant dans l’infrarouge moyen, entre 2,8 µm et 5 µm, puisqu’ils sont très prometteurs pour les applications biomédicales, l’usinage laser, la télédétection de gaz atmosphériques et les contre-mesures de défense et de sécurité. Plus spécifiquement, les performances et la qualité de faisceau des lasers à fibre émettant des impulsions courtes dans cette région spectrale, combinées à l’absorption très élevée de la lumière infrarouge par les tissus biologiques, par les polymères et par les polluants atmosphériques, permettraient d’améliorer les techniques laser dans tous ces domaines.
Ces dernières années, plusieurs types de lasers à fibre émettant des impulsions courtes dans l’infrarouge moyen ont été démontrés, mais la très grande majorité de ceux-ci n’ont pas la robustesse ni la fiabilité nécessaire pour être déployés dans des environnements non contrôlés comme le Grand Nord, les usines ou les hôpitaux.
Lors de cette présentation, je vais discuter des toutes dernières avancées sur les lasers à fibre émettant des impulsions courtes dans l’infrarouge moyen avec un accent sur le développement de composants et de lasers ayant la robustesse et la fiabilité nécessaires pour permettre la démocratisation de cette technologie. -
Communication orale
L’oscillateur de Mamyshev : état de l’art, défis et perspectivesVincent Boulanger (Université Laval)
L’oscillateur de Mamyshev est une nouvelle architecture d’oscillateur laser à fibre qui permet la génération d’impulsions femtosecondes très énergétiques et de courte durée. Cette technique est plus robuste aux effets non linéaires que toutes autres méthodes de synchronisation modale. En conséquence, cette architecture de cavité laser permet d’obtenir des puissances crêtes par impulsion de l’ordre du mégawatt sans l’ajout d’un amplificateur à l’oscillateur. Cette combinaison unique de simplicité et performance ouvre la porte à des lasers femtosecondes tout-fibre plus économiques, robustes et efficaces.
Cette présentation propose une introduction à l’état de l’art du sujet ainsi qu’à nos propres contributions. Les principaux défis à relever pour cette méthode ainsi que des perspectives prometteuses seront discutés. En particulier, il sera question de solutions basées sur des réseaux de Bragg et des fibres légèrement multimodes spécialisées pour la gestion de la dispersion dans la cavité laser.