La spectroscopie moyen infrarouge est une méthode bien connue pour identifier les substances chimiques et biologiques. En effet, lors de l'interaction avec un faisceau lumineux, la plupart des molécules présentent des absorptions à des longueurs d'onde spécifiques dans le moyen infra rouge, permettant d’identifier et de quantifier de faibles concentrations de substances. L’obtention de sources lumineuses à large bande spectrale sur circuit intégré photonique présente donc un grand intérêt pour l’obtention de dispositifs de détection compacts.
À cet égard, la génération de supercontinuum offre un moyen d'effectuer efficacement une conversion de fréquence pour obtenir une lumière cohérente sur une plage spectrale ultra-large. Ce travail rapporte la démonstration expérimentale de la génération de supercontinuum sur circuit photonique, atteignant une fenêtre spectrale de deux octaves dans le moyen infra rouge, de 3 à 13 µm. Une telle largeur spectrale est obtenue grâce aux caractéristiques uniques des guides d'ondes SiGe graduels qui présentent de faibles pertes de propagation, et permettent d’adapter la dispersion du second ordre du guide d’onde. Ces résultats reposent également sur l'utilisation de guides riches en Ge, bénéficiant ainsi d'un fort coefficient Kerr et d'un bon confinement optique, améliorant ainsi les processus non linéaires. En résumé, ces résultats ouvrent la voie à une mise en œuvre efficace d'une source de lumière infrarouge moyenne ultra-large bande, basé sur un circuit photonique compact.
Références :
1, C. Lafforgue1, J. Frigerio2, A. Ballabio2, V. Vakarin1, Q. Liu1, J. M. Ramirez1, X. Le Roux1, D. Bouville1, A. Barzaghi2, C. Alonso-Ramos1, L. Vivien1, G. Isella2, D. Marris-Morini1
ACS Photonics2020, 7, 3423−3429, 2020
DOI : doi/10.1021/acsphotonics.0c01232
1 Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - C2N (CNRS, Université Paris-Saclay)
2 L-NESS, Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano, Polo di Como, Via Anzani 42, 22100 Como, Italy
Contacts :
Miguel Montesinos-Ballester : Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - C2N (CNRS, Université Paris-Saclay)
Delphine Marris - Morini :Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - C2N (CNRS, Université Paris-Saclay)
Figure : Densité spectrale de puissance mesurée expérimentalement à la sortie d'un guide d'onde de 5.5 mm de long, pour différentes puissances d'entrée à la longueur d'onde de 7.5 µm. Pour plus de visibilité chaque trace a été décalée verticalement de 30 dB.
