PLATEFORME
PNMOPNMO : Plateforme Normande de Matériaux pour l’Optique
La plateforme Normande de Matériaux pour l’Optique (PNMO) s’appuie sur des moyens de fabrication de cristaux de fluorures massifs et en couches minces des équipes OML et NIMPH.
Les thèmes de recherche développés par les équipes NIMPH et OML autour de cette plateforme sont :
- Les matériaux pour l’énergie (projet MégaJoule, Photovoltaïque, Photocatalyse, thermique) ;
- Les matériaux innovants pour les lasers et la photonique ;
- La réalisation de composants fibrés (réseaux de Bragg) pour lasers à fibre et capteurs ;
Les équipements présents sur le plateforme PNMO permettent de fabriquer, de mettre en forme et de caractériser des cristaux, fibres et couches minces pour la photonique et l’énergie, il s’agit de :
- 3 fours Bridgman et 2 fours Czochralski pour les cristaux Laser ;
- 2 fours de tirage LPE (Liquid phase epitaxy) ;
- 1 banc de photoinscription pour réseaux de Bragg et guides d’onde ;
- 1 installation Atomic Layer Deposition (ALD) à 5 voies couplé à une boite à gants ;
- 2 installations de pulvérisation cathodique magnétron multicathode réactif ;
- 1 four RTA sous différents gaz ;
- Monitoring in-situ large bande (550-1650nm) ;
- 1 four CTA sous différents gaz ;
- Des outils de caractérisation de films minces : AFM, ellipsométrie spectroscopique, FTIR large bande et Raman ;
- Des équipements complets de préparation, mise en forme et polissage des matériaux réalisés ;
- Une plateforme de traitement de fibres optiques en silice et fluorure (polissage, soudure, étirage) ;
- Des outils de caractérisation optique en spectroscopie et microscopie ;
- Une plateforme d’instrumentation pour sources laser ultrarapides de l’UV au moyen infrarouge (Autocorrélateurs optiques, FROG, oscilloscopes ultrarapides jusqu’à 33 GHz, analyseurs de spectre optique 600 à 3400 nm,…) ;
- Un système de micro-photoluminescence dans le visible et infrarouge (microscope inversé couplé à un spectromètre et plusieurs sources d’excitation)e optique 600 à 3400 nm,…) ;
NOS AUTRES PLATEFORMES
FOCUSsur nos équipements
Station de photoinscription
Le banc de photoinscription du CIMAP, installé en 2024, a pour objectif notamment le développement de nouvelles sources laser fibrées à travers la réalisation de réseaux de Bragg originaux et dédiés à nos applications.
Figure 1: station de photoinscription du CIMAP
La Figure 1 montre la tête d’inscription de notre système. La station de photoinscription a pour composants principaux :
- Un laser femtoseconde LaserConversion Pharos PH2 : 5,7 W @515 nm, durée d’impulsion 230 fs.
- Des platines de positionnement d’échantillon Newport XMS-100-S
- Un double contrôle de hauteur : VP-5ZA + hauteur de l’objectif de microscope piézo : Newport NPO600SG.
- Un objectif de microscope Zeiss EC Plan-Neofluar x40.
- Une caméra industrielle IDS GV-5860SE
Potentiellement, ce dispositif permet la réalisation de méta-matériaux, ou l’inscription de guide canaux dans des matériaux massifs. Des motifs allant jusqu’à 10 cm² peuvent être inscrits avec une précision de positionnement de 50 nm.
La Figure 2 montre une inscription de réseau de Bragg en cours à 515 nm.
Figure 2: gravure à 515 nm de réseaux de Bragg
Le contrôle de la position est effectué par une observation à l’aide de la caméra. Un laser supercontinuum est injecté dans la fibre, en isolant la partie d’intérêt à l’aide de filtres passe-haut et/ou passe-bas. La transmission et la partie réfléchie de ce signal sont mesurées à l’aide d’un analyseur de spectre optique.
Caractéristiques spectrales d’un réseau développé pour la bande C (télécom)
Les premiers essais au CIMAP ont permis de développer sur de la fibre SMF-28 des réseaux à forte réflexion dans le proche IR (Figure 3). Ces réseaux ont les caractéristiques pour stabiliser un laser en longueur d’onde par la technique du DFB (DFB : distributed feedback), ce que nous voulons ensuite faire pour différents domaines de longueur d’onde.
Figure 4 : démonstration de gravure dans le domaine visible
La Figure 4 est une preuve de la réalisation de ces objets dans le domaine visible, où des réseaux réfléchissants dans le vert, jaune, orange et rouge ont été inscrits en cascade sur la même fibre.