Laser supercontinuum à fibre optique - Principe et applications

Depuis l’invention du laser en 1960, l’un des défis majeurs a été de développer des méthodes efficaces pour convertir la lumière laser en de nouvelles longueurs d’onde. La génération de supercontinuum (SC), observée pour la première fois en 1970 dans les matériaux massifs, puis en 1976 dans les fibres optiques  [IN 122] , s’est rapidement imposée comme une solution à la fois élégante et performante. En élargissant considérablement le spectre monochromatique des lasers tout en préservant une sortie spatialement cohérente et de haute puissance, cette nouvelle source de lumière blanche a révolutionné de nombreux domaines d’application. Les sources supercontinuum génèrent un spectre électromagnétique continu et ultra-large, s’étendant sur plusieurs octaves en fréquence, du visible à l’infrarouge, tout en restant guidées par fibre optique. Elles allient ainsi la brillance d’un laser à la vaste couverture spectrale d’une lampe, offrant un fort potentiel pour remplacer de nombreuses sources lumineuses traditionnelles en métrologie optique, spectroscopie et microscopie. Grâce à leur polyvalence, les lasers SC sont exploités dans divers domaines, notamment l’imagerie biomédicale, la tomographie par cohérence optique (OCT)  [E 4 155] , le traitement des matériaux, la détection optique, la spectroscopie d’absorption et la métrologie par peignes de fréquences optiques (OFC). Les atouts de la lumière supercontinuum résident non seulement dans sa brillance, supérieure de plusieurs ordres de grandeur à celle du rayonnement du corps noir, mais aussi dans ses remarquables propriétés de cohérence. Ces caractéristiques permettent l’exploitation de schémas de détection interférométriques et hétérodynes relativement simples, garantissant des performances exceptionnelles dans de nombreuses applications.

Les sources SC commerciales les plus avancées reposent principalement sur des fibres optiques microstructurées en silice