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Auteur(s)
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Alexandre KUDLINSKI : Maître de conférences - Université Lille 1, laboratoire PhLAM
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Arnaud MUSSOT : Maître de conférences - Université Lille 1, laboratoire PhLAM
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les sources supercontinuum, ou encore « lasers blancs », sont constituées dans leur plus simple configuration d'un laser puissant injecté dans une fibre optique. Le développement conjoint des lasers et des fibres microstructurées ayant atteint un degré de maturité suffisamment élevé, des sources supercontinuum sont maintenant disponibles commercialement. Elles sont principalement utilisées en imagerie de fluorescence, en cytométrie en flux ou en métrologie de façon générale.
Supercontinuum sources, also known as “white lasers”, are made of a powerful laser launched into an optical fiber, in their simplest form. The simultaneous development of lasers sources and microstructured fibers has reached a sufficiently high degree of maturity so that supercontinuum sources are now commercially available. They are mainly used in fluorescence imaging, flow cytometry or characterization of optical components.
Fibres optiques, sources laser, effets non linéaires, microscopie de fluorescence
Optical fibers, laser sources, nonlinear effects, fluorescence microscopy
Domaine : Optique
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : sources laser, fibres optiques
Domaines d'application : métrologie, microscopie, imagerie
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité :
Centres de compétence : Université de Franche-Comté (Institut Femto-ST), Université Lille 1 (PhLAM), Université de Limoges (XLIM), Université de Bourgogne (ICB)
Industriels : Leukos (France), Fianium (UK), NKT Photonics (Danemark)
Autres acteurs dans le monde : University of Bath (UK), Imperial College London (UK), Technical University of Denmark (Denmark), University of Technology of Tempere (Finland), University of Auckland (New Zealand)
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4. Mise au point et caractéristiques des sources supercontinuum
Les expériences de génération de supercontinuum en régime femtoseconde ont conduit à la levée de verrous scientifiques importants, comme l'atteste le prix Nobel décerné à T. W. Hänsch en 2005 pour ses travaux sur la métrologie optique. Cependant, ce type de lasers femtoseconde est relativement coûteux et encombrant, donc inadapté au développement commercial d'une source supercontinuum. En 2001, la publication de résultats reportant la génération d'un supercontinuum visible à partir d'un laser nanoseconde compact et bon marché a ainsi laissé entrevoir la possibilité d'en fabriquer des produits commerciaux potentiellement utilisables en milieu bio-médical par exemple. Suite à la publication de ces résultats, une grande partie de la communauté scientifique s'est alors focalisée sur la génération de supercontinuum en régime de pompage dit « d'impulsions longues », c'est-à-dire dont la durée est supérieure typiquement à quelques dizaines de picosecondes. Dans cette partie, nous nous focaliserons ainsi sur les résultats obtenus avec des lasers de pompe nanoseconde ou continus, dont la longueur d'onde d'émission est située à ou autour de 1 064 nm.
4.1 Sources supercontinuum nanosecondes
Le développement simultané des techniques de fabrication des fibres microstructurées et des microlasers nanoseconde à 1 μm a largement contribué au développement des sources supercontinuum dans les années 2000. D'une part, il est en effet possible de fabriquer des fibres microstructurées « infiniment monomodes » (c'est-à-dire qu'elles ne guident que le mode fondamental, quelle que soit la longueur d'onde), possédant à la fois une longueur d'onde de dispersion nulle ajustable autour de 1 064 nm et un coefficient non linéaire relativement élevé (de l'ordre de 10/W/km) à cette longueur d'onde ...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - MAIMAN (T.H.) - Stimulated optical radiation in ruby. - Nature, 187, p. 493-494 (1960).
-
(2) - ALFANO (R.R.) - The supercontinuum laser source. - Springer, New York (1989).
-
(3) - GERSTEN (J.), ALFANO (R.), BELIC (M.) - Combined stimulated Raman scattering and continuum self-phase modulations. - Phys. Rev., A, 21, p. 1222 (1980).
-
(4) - KNIGHT (J.C.), BIRKS (T.A.), RUSSELL (P.St.J.), ATKIN (D.M.) - All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding. - Opt. Lett., 21, p. 1547-1549 (1996).
-
(5) - RANKA (J.K.), WINDELER (R.S.), STENTZ (A.J.) - Visible continuum generation in air-silica microstructure optical fibers with anomalous dispersion at 800 nm. - Opt. Lett., 25, p. 25-27 (2000).
-
(6) - AGRAWAL (G.P.) - Nonlinear fiber optics. - 4th ed., Academic (2007).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
À l'heure actuelle, le marché est principalement occupé par quatre constructeurs, qui sont :
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NKT Photonics http://www.nktphotonics.com, qui provient de la fusion en 2009 des sociétés danoises Crystal Fiber (spécialisée dans la production de fibres microstructurées) et Koheras (spécialisée dans la mise au point de lasers fins à faible bruit). Cette société propose une large gamme de source supercontinuum de forte puissance (jusqu'à plusieurs watts).
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Fianium http://www.fianium.com, qui est une société anglaise basée à Southampton et fondée en 2003, dont les activités concernent la commercialisation de lasers ultrarapides et lasers à fibre. Cette société propose également une large gamme de source supercontinuum de forte puissance (jusqu'à plusieurs watts).
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Leukos http://www.leukos-systems.com, qui est une société française basée à Limoges et fondée en 2005. Elle commercialise une gamme de sources supercontinuum de puissance intermédiaire (de l'ordre de la centaine de milliwatts).
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Toptica http://www.toptica.com, qui est une société allemande fondée en 1995, spécialisée dans la conception de diodes lasers et lasers à fibre. Elle commercialise une source supercontinuum visible de faible puissance (de l'ordre de quelques milliwatts).
Bien qu'à l'heure actuelle, le marché soit principalement composé d'utilisateurs du milieu de recherche académique, il...
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