Lasers femtosecondes tout-fibre pour applications en micro-usinage et en biophotonique

飞秒激光器在微型应用和生物光子领域的光纤应用

• 批准号: 570747-2021
• 负责人: DeKoninck, YvesJG
• 金额: $ 8.72万
• 依托单位: Université Laval
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=763630
• 关键词: Lasers; femtosecondes; tout; fibre; pour

Plusieurs technologies basées sur l'utilisation de sources laser émettant des impulsions ultrabrèves sont devenues incontournables au cours des 20 dernières années. Les impulsions laser dites ultrabrèves ont une durée s'étalant entre la dizaine à quelques centaines de femtosecondes ; une femtoseconde est un millionième de milliardième de seconde. Les sources laser émettant de telles impulsions permettent, entre autres, le micro-usinage de matériaux comme les verres avec une précision inégalée. Elles permettent d'interagir de manière très localisée avec la matière pour, par exemple, produire des images de haute résolution de tissus biologiques en microscopie à deux photons. Par contre, de telles sources sont souvent très coûteuses et leur complexité demande une grande expertise de la part de l'utilisateur. Le but de ce projet est de développer des sources laser femtosecondes aptes à être utilisées pour des applications en micro-usinage et en imagerie d'échantillons biologiques de grand volume. Ces sources seront basées sur l'utilisation de fibres dopées à l'ytterbium intégrées dans des cavités laser tout-fibre comportant deux réseaux de Bragg agissant comme réflecteurs et filtres spectraux dans une architecture de type oscillateur de Mamyshev. Cette architecture permet d'atteindre les performances requises dans de tels systèmes : impulsions centrées sur une longueur d'onde de 1050 nm, d'une durée d'environ 100 fs, avec une énergie de 30 nanojoules à 1 microjoule et une cadence d'émission de 1 MHz à 50 MHz, selon le cas. La fiabilité, la stabilité, la simplicité et le faible coût de cette technologie permettront son déploiement de masse. L'un des défis auquel il faudra s'attaquer est la conception de réseaux de Bragg avec une grande réflectivité et une bande passante de 2 à 4 nm, appropriée dans ce contexte. TeraXion, notre partenaire commercial, possède la technologie d'inscription de réseaux à l'aide d'impulsions femtosecondes qui permettra d'y arriver. Bien sûr, ce partenaire bénéficiera des retombées de la mise en marché de telles sources laser.

Plusieurs technologies basées sur l'utilisation de sources laser émettant des impulsions ultrabrèves sont devenues incontournables Au cours des 20 dernières années.超快激光脉冲持续时间为飞秒激光脉冲的100倍;飞秒激光脉冲为每秒100万倍。这些激光源允许发射脉冲，其他激光源，材料的微处理器就像具有一个不精确的精度。它们可以通过材料进行局部化，从而在双光子显微镜下产生生物组织的高级分辨率图像。与此相反，所有来源都非常复杂，需要使用者具备丰富的专业知识。但是这个项目是为了开发飞秒激光源，以便在微型应用和大体积生物成像中应用。这些来源是基于在Mamyshev型振荡器的结构中使用布拉格光栅的两个谐振腔中的掺镱光纤。该架构满足了系统中所需的性能要求：脉冲集中在1050 nm的一个较长的波长上，在100 fs的环境中持续，能量为30纳焦耳至1微焦耳，频率为1 MHz至50 MHz。这种技术的可靠性、稳定性、简单性和不可靠性使其成为可持续发展的基础。在此背景下，布拉格光纤网的概念是一个具有反射性和2到4 nm波段的通带，这是适当的。TeraXion，我们的商业合作伙伴，拥有用于提供飞秒脉冲的网络技术。当然，这是一个很好的合作伙伴，他们是激光光源市场的零售商。