Développement de composants optiques permettant d'optimiser les performances des lasers fibrés émettant dans l'infrarouge moyen

 

Sébastien Magnan-Saucier

Cégep de La Pocatière

 

Domaine : techniques, mesures et systèmes

Programme de recherche pour les chercheurs de collège

Concours 2018-2019

La région spectrale comprise entre 3 et 5 microns possède des propriétés uniques puisque plusieurs modes de vibrations de certaines des molécules les plus simples  (H2O, CH4, CO2) ont de fortes résonances à ces longueurs d'onde. Des sources de lumière cohérentes et large bande qui émettent dans cette région spectrale sont ainsi des outils idéaux afin d'identifier à distance, ou sur place, la présence de ces différents types de molécules. 
 
Un marché énorme est pressenti pour ce type de laser opérant dans l'infrarouge moyen. Cependant, les sources laser existantes s'efforcent à percer se marcher en raison de leurs performances limitées, de leur complexité et des coûts élevés de maintenance. 
 
Ce projet propose une approche simple et novatrice basée sur l'utilisation de verre fluoré permettant la génération d'un spectre large bande extrêmement stable qui peut être accordable dans l'infrarouge moyen. Ce système laser comprend un oscillateur fibré qui génère des impulsions ultras brèves à 2.8 microns et une fibre de gain permettant l'amplification et le décalage vers le rouge des impulsions de plus de 3 microns.
 
De tels lasers fibrés à impulsions ultras brèves seraient la solution idéale pour la détection à distance de gaz à effets de serre et plus spécifiquement pour les fuites de méthane (CH4) dans l'industrie pétrolière.
 
Le projet vise ainsi à augmenter la robustesse et à améliorer les performances des lasers fibrés dans l'infrarouge moyen, grâce au développement de nouvelles composantes optiques, et de permettre d'atteindre efficacement la région de 3.4 microns où se situe la forte signature spectrale des liens CH4. Également, étant donné les qualités uniques de ce type de laser, diverses autres applications pourront être envisagées, comme la génération de supercontinumm dans l'infrarouge moyen, la contre-mesure ou l'ablation de tissus biologiques. Les composantes optiques développées pourront également être utilisées pour tout autre type de laser fibré nécessitant l'utilisation de verre fluoré.