CPER MODE - Acquisition d'un laser femtoseconde accordable en fréquence pour la spectroscopie non-linéaire ultra-rapide
Grâce à l’appui financier du CNRS, de Clermont Auvergne Métropole et du FEDER dans le cadre du projet CPER Mobilité Durable (MODE), l’Opération Spectroscopie Optique des Solides (OSS) de l’Institut Pascal s’est dotée au mois de Juin 2025 d'un nouveau laser femtoseconde. Ce dispositif permettra d’étudier la dynamique des phénomènes physiques quantiques qui se produisent à des échelles de temps inférieures à la picoseconde et qui régissent le fonctionnement des composants optoélectroniques du futur pour l’émission de lumière (laser à très faible courant de seuil pour une économie d'énergie, émetteurs dans l’UV pour la communication intra-processseur, nouvelles diodes électroluminescentes…) et pour la cryptographie et la communication quantiques avec des niveaux de sécurité de transmission jamais encore atteints.
La résolution (finesse temporelle) des mesures qui seront mises en œuvre avec ce nouvel appareillage n’est régie que par la durée ultra-courte des impulsions laser (et non par la bande-passante des photo-détecteurs ou de l'électronique d'acquisition du signal). C’est donc tout l’enjeu de disposer d’une source laser puissante accordable en fréquence et émettant des impulsions extrêmement courtes (une centaine de femtosecondes : un dixième de picoseconde). Les expériences d'optique qui seront ainsi menées sont indispensables pour étudier les matériaux dits « non linéaires » tels les cristaux optiques, les semi-conducteurs, les molécules organiques, etc… Elles permettent d'explorer les réponses optiques complexes des matériaux, de comprendre les processus physiques sous-jacents qui se produisent à l'échelle nanoscopique, de mieux appréhender leur comportement afin d'explorer leurs applications potentielles dans des domaines tels que l'optique non linéaire, la photonique, les télécommunications ou l’optique quantique. Elles joueront ainsi un rôle crucial dans la compréhension fondamentale de l'interaction lumière-matière et dans le développement de technologies optiques avancées.
On notera qu’un tel équipement associé à l’expertise de l’équipe sera unique en France. En effet, seule une équipe strasbourgeoise dispose d’un tel équipement qui n’est cependant pas adapté au domaine de l’ultra-violet, là où justement les applications potentielles sont les plus pertinentes :
- Création de nouvelles sources Laser dans l'UV pour :
- les applications de stérilisation ultraviolette,
- de nouvelles thérapies médicales s’appuyant sur des ciblages plus précis,
- l’augmentation des capacités de stockage de l'information en diminuant la longueur d'onde (comme cela s’est produit lors du passage du laser rouge type DVD au laser bleu pour le blue Ray)
- Nouvelles sources de photons uniques pour la cryptographie quantique,
- Etc.
Pour plus d’informations vous pouvez contacter Pierre Disseix : pierre.disseix@uca.fr
"Le projet CPER MODE est cofinancé par L'Union Européenne dans le cadre du Fond Européen de Développement Régional."