"Ultrarapide, robuste, stable et de haute précision" : ce sont là quelques-unes des caractéristiques d’un nouveau laser développé par une équipe de recherche internationale.
Ce laser ultrapetit pave la voie à une nouvelle génération de lasers intégrés très performants et ultrastables. L’équipe du professeur Roberto Morandotti du Centre Énergie Matériaux Télécommunications de l’INRS** a joué un rôle de premier plan dans la conception de ce laser polyvalent qui a fait récemment la une de la prestigieuse revue scientifique Nature Communications.
-> L’article peut être consulté en ligne dans Nature Communications
« Nous avons mis de l’avant une nouvelle approche pour mettre au point un laser d’une stabilité et d’une précision inégalées jusqu’ici, permettant de réaliser de nouvelles expériences et d’explorer de nouveaux thèmes de recherche. De plus, une multitude d’applications pourront être générées en biologie, médecine, traitement des matériaux, informatique, télécommunications haute vitesse et métrologie », se réjouit le professeur Morandotti, élu Fellow par l’Optical Society American et par la SPIE, la société internationale pour l’optique et la photonique.
Souple et efficace, ce laser ultrapetit se distingue par son mode de fonctionnement. De fait, les chercheurs ont développé un résonateur en anneau, une composante clé du laser. Celui-ci a la particularité de jouer un double rôle en agissant à la fois comme un filtre et un élément non linéaire. C’est la première fois que des chercheurs ont réussi à intégrer un résonateur en micro-anneau dans le composant laser qui permet de mieux contrôler la source lumineuse. Il est fabriqué dans un verre spécial capable d’exploiter les propriétés optiques non linéaires, à la base du fonctionnement laser.
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Les chercheurs ont expérimenté pour la première fois la méthode en modes bloqués appelée « filter-driven four-wave mixing », qui présente plusieurs avantages. Celle-ci permet notamment d’accroître la stabilité du laser et de le rendre plus robuste aux perturbations externes, d’augmenter l’amplitude des impulsions de lumière et d’en réduire la durée, d’émettre des impulsions à haut taux de répétition et de très grande qualité pouvant atteindre 200 gigahertz et plus tout en conservant une largeur spectrale très étroite.
Œuvrant au sein du l’équipe du professeur Roberto Morandotti de l’INRS, les chercheurs Marco Peccianti et Alessia Pasquazi de l’INRS ont contribué à la conception du schéma de fonctionnement de ce nouveau laser et de l’amplificateur ainsi qu’à la construction du prototype. Quant aux simulations numériques, elles ont été effectuées par la chercheure Pasquazi.
Cette recherche a bénéficié du soutien financier du Conseil de recherches en sciences et en génie du Canada, du Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies (FRQNT) et de l’Australian Research Council – Conseil de recherche d’Australie.
** INRS : Institut national de la recherche scientifique (Canada)
