Optique

Le personnel du laboratoire affecté au Pôle Optique est constitué de 2 agents CNRS :

  • 1 Ingénieur de Recherche : Nunzia SAVOIA,
  • 1 Ingénieur d'Études : Denis BACQUET,
  • 1 Assistant Ingénieur : Rémi HABERT.

Membres

Ingénieur d'Études Optique
denis.bacquet[chez]univ-lille[point]fr 
03 20 33 64 94

Ingénieur de Recherche Optique et Prévention
nunzia.savoia[chez]univ-lille[point]fr 
03 20 33 64 62

Ils ont un rôle à la fois de soutien pour les équipes du laboratoire et à la fois de développement et maintenance d'instruments.

Chaque membre du pôle travaille sur des projets différents et participe étroitement aux travaux expérimentaux :

  • N. SAVOIA a deux activités transversales : la spectroscopie micro-onde dans l'équipe PMI et le laser femtoseconde du laboratoire,
  • D. BACQUET travaille sur la mise en place de sources télécom doublées avec l'équipe Atomes Froids 
  • R. HABERT est en charge de la caractérisation de tout type de fibres optiques fabriquées au sein de la plateforme FiberTech Lille.

Spectroscopie micro-onde

L'activité de recherche de Nunzia SAVOIA est réalisée dans l'équipe Physique Moléculaire aux Interfaces (PMI). L'équipe possède deux spectromètres à impulsions micro-ondes par Transformée de Fourier (2-20 GHz). Ils permettent de caractériser les propriétés physico-chimiques de molécules d'intérêt atmosphérique. Elle s'intéresse principalement aux COVs (composants organiques volatiles) biogéniques. Ces molécules, présentes dans l'atmosphère en basse concentration, sont des précurseurs d'aérosols dont la concentration augmente en cas de pollution. La caractérisation de leurs propriétés permet une meilleure compréhension des mécanismes de formation d'aérosols.

Les résultats expérimentaux obtenus avec les spectromètres sont confrontés aux calculs de chimie quantique ab-initio, réalises au préalable, pour valider ces derniers et en déduire ensuite les paramètres physico-chimiques des molécules étudiées.

Parmi les molécules étudiées, Nunzia SAVOIA a étudié la verbenone, un monoterpène oxydé, et le limona ketone, un produit d'oxydation du limonène peu connu.

Puisque le spectre large bande d'une molécule contient généralement plus d'un million d'éléments de résolution, il doit être balayé à haute résolution, ce qui nécessite des jours de fonctionnement en continu. Une nouvelle technique, dite CP-FTMW (Chirped Pulsed-Fourier Transform Microwave), permet de mesurer un spectre de bande passante jusqu'à 10 GHz en une seule prise du spectromètre. L'équipe va développer ce type de spectromètre pour augmenter, de plusieurs ordres de grandeur, la vitesse à laquelle un spectre peut être obtenu.

Laser

Nunzia SAVOIA est aussi responsable de la chaîne femtoseconde du laboratoire, qui est basée sur la technique Chirped Pulse Amplification (CPA), introduite en 1985 par D. Strickland et G. Mourou. : des impulsions lumineuses ultracourtes sont générées à basse énergie (de l'ordre du nJ) grâce à l'utilisation d'un oscillateur laser ultracourt à modes bloqués. Les impulsions ainsi générées ont un taux de répétition élevé (de l'ordre de 100 MHz), elles sont ensuite allongées temporellement grâce à une ligne à retard dispersive, constituée d'une paire de réseaux de diffraction. Un ou plusieurs étages d'amplification sont utilisés pour augmenter l'énergie de l'impulsion étirée. Après l'amplification optique, une deuxième paire de réseaux permet de recompresser l'impulsion à la durée initiale.

 

Caractéristiques techniques de la chaîne femtoseconde :

  • Amplificateur Ti : Sa régénératif à dérive de fréquence de chez Spectra Physics
  • Longueur d'onde de l'impulsion : 800nm
  • 3 régimes de fonctionnement : 45fs, 120fs, 2ps 
  • Énergie en sortie : 2mJ ‏
  • Taux de répétition : 1kHz

Fibres micro-structurées & les lasers à fibre

Rémi HABERT est en charge de la caractérisation de tout type de fibres optiques (solides, microstructurées, à cœur creux ou à double gaine) fabriquées au sein de la plateforme FiberTech Lille. Cela comprend l'analyse modale, les mesures d'atténuation, de dispersion chromatique, de biréfringence de groupe mais également pour des fibres présentant des matériaux "exotiques" et les applications Laser qui en découlent.Il s'occupe également de la mise en forme "post fabrication" de composants fibrés, allant du polissage, à l'effilage en passant par le développement de soudures spécifiques de fibres.

1. Image MEB d’une fibre 1000◊trous.
2. Lumière blanche transmise dans une fibre à cœur creux dite "Kagomé" au microscope optique.
3. Image MEB d’une fibre "Solid Bang Gap" avec des inclusions de Germanium.

1. Génération de supercontinuum dans une fibre optique hautement non linéaire.
2. Injection d’un laser vert dans un cœur périphérique d’une fibre multicoeurs ayant subi une torsion longitudinale lors de sa fabrication.


SigmaCOM - Pôle communication optique et sans fil (THz).

La vocation de ce pôle d’expertise créé en 2015 est d'explorer des technologies de rupture telles que le multiplexage spatial ou encore la combinaison de la technologie optique cohérente aux transmissions sans fil sur porteuse THz, et ce manière à soutenir la demande toujours croissante de la capacité de transmission de données à travers le monde. 

Pour soutenir une telle recherche avancée, ce pôle s’est équipé de solutions de communications optique cohérente de dernière génération au niveau Européen. Ces solutions intègrent plusieurs équipements et forment un banc constitué d’instruments et d’une suite logicielle. 

Dans son intégralité, ce banc permet de piloter l’instrumentation, la mise en forme d'impulsions, l'acquisition et le traitement du signal afin de quantifier la qualité de transmission en termes de BER, d’EVM et de diagrammes de l’œil pour différents formats de modulation jusqu’à des débits pouvant atteindre 512 Gb/s. 

Les équipements peuvent également servir individuellement dans des expérimentations aux exigences accrues tels que l'acquisition synchronisée de signaux électriques ou optiques ultra-rapides (groupe d'oscilloscopes à échantillonnage avec 4 voies ATI à 70 GHz ou 8 voies à 33 GHz) ou bien la génération de signaux électriques ou optiques complexes (groupe de générateurs de fonctions arbitraires avec 8 voies à 22 GHz). 

Ces équipements ont été financés dans le cadre des programmes CPER (CIA1 et Photonics for Society) et de EQUIPEX FLUX. Ce pôle s’appuie sur une collaboration fructueuse d’équipes de recherche de l’IEMN et du PhLAM hébergées à l’IRCICA.

Contact:
Esben Ravn ANDRESEN Responsable Scientifique
esben.andresen[chez]univ-lille[point]fr