OPTINEWS

Des dispositifs photoniques organiques basés sur un domaine appelé “optofluidique” commencent à apparaitre pour les communications optiques et pour des dispositifs en vue de l’ordinateur “tout optique”.

Des chercheurs italiens ont utilisés l’émission spontanée amplifiée (Amplified Spontaneous Emission : ASE) à l’intérieur de microcanaux afin de démontrer la possibilité de réaliser une commutation ultrarapide. L’équipe soutient que sa technologie pourrait trouver des applications dans les réseaux optiques et, en fin de compte, dans l’ordinateur “tout optique” (Applied Physics Letters 94 041123).

Source : site internet optics.org

Optofluidics offers ultrafast switching :
http://optics.org/cws/article/research/39132

Les hologrammes servent à l’enregistrement de grandes quantités de données ou à la représentation en trois dimensions. Un hologramme génère une onde lumineuse souhaitée, soit en imposant une phase définie pour une onde lumineuse incidente, soit en modifiant la luminosité (l’amplitude) de celle-ci. Les chercheurs de l’Institut Fraunhofer de technique de mesure physique (IPM) de Fribourg ont développé pour la première fois, en coopération avec l’Institut Rowland de l’Université de Harvard, un procédé grâce auquel il est possible d’ajuster en même temps la phase et l’amplitude dans un hologramme.

Pour ce nouveau procédé, les scientifiques utilisent un photopolymère spécial qui est déposé sous forme d’une fine couche sur un support réfléchissant. Les hologrammes sont écrits dans le polymère à l’aide d’une lumière polarisée. Un rayon laser modifie ensuite l’orientation de groupes de molécules optiques actives à l’intérieur du matériau. Grâce à cette manipulation, il est ainsi possible, pour la première fois, de modifier aussi bien la précision de l’orientation que l’angle d’exposition. Un film polarisateur est ensuite disposé sur le film polymère et les hologrammes peuvent être exposés selon la phase et l’amplitude.

A côté d’une double densité de données qu’il est possible d’enregistrer avec ce procédé, il est également possible de développer de nouveaux éléments optiques. L’Institut Fraunhofer IPM suit ainsi des pistes dans le domaine des techniques de sécurité, dans la protection des produits et dans le façonnage des lasers.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59002.htm

Présenté lors du CeBIT 2009, le scanner 3D “DAVID-Scannerlaser”, développé par une spin-off de l’Institut de robotique et des procédés informatiques (iRP) de l’Université technique de Brunswick, permet de créer des images en 3 dimensions à partir d’objets et à un prix raisonnable par rapport à des solutions concurrentes similaires. Seulement deux mois après la création de la spin-off, le système a été élu dans le Top 7 des inventions du CeBIT.

Jusqu’à présent, les scanners 3D affichaient un prix d’achat à 5 chiffres et étaient hors de prix pour les particuliers comme pour les petites entreprises. Afin de pallier ce problème, l’iRP a développé un système fonctionnant uniquement avec des composants standards relativement simples. En effet, pour réaliser un scanner en trois dimensions, il suffit d’une webcam disponible dans le commerce et d’un laser en ligne. Malgré un prix très bas sur le marché (quelques centaines d’euros), le laser permet de réaliser un scanner avec une précision inférieure à 0,2 millimètres.

La partie centrale du développement de ce laser 3D a été réalisée il y a deux ans. A l’époque, les scientifiques de la TU de Brunswick ont publié un article scientifique décrivant le principe de mesure. Cet article avait à ce titre gagné en 2006 le célèbre prix du groupe de travail allemand pour la reconnaissance d’échantillon. En raison d’une très forte demande autour de ce logiciel, les scientifiques ont développé leur prototype plus en profondeur et mis leur logiciel en téléchargement sur Internet. Ensuite, une large communauté s’est construite en ligne autour du projet. Qu’il s’agisse de petits ou de grands échantillons, les membres de la communauté ont pu aussi bien graver des pièces de monnaie que concevoir un sofa complet en trois dimensions. Les modèles 3D ainsi élaborés pouvaient par exemple être imprimés grâce à une imprimante 3D, gravés dans un bloc de verre, analysés ou archivés.

Les domaines d’applications de la 3D sont nombreux, l’archéologie et l’orthopédie en sont des exemples ; la technologie peut servir dans les ateliers d’art et de design ou dans le développement d’animations numériques. Par exemple, le musée d’histoire naturelle de Brunswick scanne avec DAVID les os d’une race de dinosaures récemment découverte afin de corriger la distorsion des os par ordinateur et de les mouler ensuite à nouveau à leur taille d’origine.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/58505.htm

En Allemagne, la production d’énergie solaire doit augmenter d’un facteur dix d’ici 2017, selon l’EPIA (European Photovoltaic Industry Association). Toutefois, pour ce faire, le coût de fabrication des cellules solaires doit être réduit et les cellules doivent être fabriquées de manière plus efficace.

Dans l’espoir de parvenir à ces objectifs, une dizaine d’entreprises et d’instituts collaborent à un projet de R&D financé par la Commission Européenne : SOLASYS (Next Generation Solar Cell and Module Laser Processing Systems). Mené par le “Fraunhofer Institute for Laser Technology”, ce projet permettra de démontrer la faisabilité d’un procédé efficace de fabrication de cellules solaires.

Le projet fera appel à un procédé de transformation de matériaux par laser, qui a de nombreux avantages, tels que l’absence de contact, le contrôle de la puissance utilisée et la possibilité d’atteindre de grandes cadences tout en gardant la précision. Le projet a été lancé le 1er Septembre 2008, et doit durer 36 mois.

Site internet du projet : http://www.solasys.eu

Multiwave Photonics a été créée en 2003 par José Salcedo, un ancien professeur de la Faculté d’Ingénierie de Porto, et trois de ses anciens élèves. Les laboratoires de Multiwave Photonics sont installés au sein du parc technologique de Maia, TecMaia. La société recherche, développe et commercialise des solutions lasers avancées et innovantes exploitant la technologie de la fibre optique. L’équipe fondatrice constituée d’entrepreneurs, de scientifiques et d’ingénieurs a publié une centaine d’articles scientifiques dans des revues de références et enregistré une dizaine de brevets au niveau international.

Multiwave Photonics a pour objectif de devenir un des fournisseurs leaders en solutions lasers à fibre optique de nouvelle génération (appelé MOPA - Master Oscillator Power Amplifier) pour applications industrielles, environnementales et médicales. Multiwave Photonics dispose dans le parc TecMaia d’une salle propre pour la fabrication de composés en fibre optique et leur emballage ainsi que d’installations pour le prototypage, l’intégration et le testage de leurs innovations. Multiwave Photonics exporte la totalité des équipements lasers qu’elle développe. Elle a actuellement une centaine de clients répartis en Europe, Amérique du Nord et Asie et parmi lesquels on peut mentionner les entreprises américaines Lockheed Martin, General Electric et la NASA, et les entreprises japonaises Toshiba, Mitsubishi et Hitachi.

TecMaia est le parc de science et technologie de Maia (Porto). Il s’étend sur 10 hectares dans la zone industrielle de Maia. TecMaia héberge une cinquantaine d’entreprises innovantes dans divers secteurs (industries, commerces et services) ayant un lien important avec les universités de la région.

Site internet de Multiwave Photonics :
http://www.multiwavephotonics.com

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57850.htm

Situées dans la gamme de l’infrarouge lointain, entre l’infrarouge moyen et les micro-ondes, les ondes dites “terahertz” ont les propriétés de passer aussi bien à travers la peau et les vêtements que les papiers, le bois, le carton ou encore le plastique. Autant d’atouts qui permettent d’envisager de multiples applications dans les secteurs de l’imagerie médicale, de la spectroscopie, de la sécurité et de l’environnement. D’où l’intérêt que suscitent les lasers à cascade terahertz, une nouvelle famille de lasers semi-conducteurs qui émettent à des fréquences de l’ordre du terahertz. Pourtant, s’ils sont aujourd’hui les seules sources compactes d’une dimension inférieure au millimètre, fonctionnant dans cette gamme de fréquences, il présente un inconvénient de taille : la forte divergence de leur faisceau qui s’avère rédhibitoire pour une utilisation généralisée.

Pour résoudre ce problème, des chercheurs français de l’Institut d’Electronique Fondamentale (CNRS/Université Paris-Sud 11) et du Laboratoire “Matériaux et Phénomènes Quantiques” (CNRS/Université Paris Diderot-Paris 7), pilotés par Raffaele Colombelli, en collaboration avec des équipes des universités de Cambridge et Leeds, ont utilisé de petites structures, les cristaux photoniques. Influençant les propriétés optiques du matériau, ceux-ci permettent alors de contrôler le trajet de la lumière. Ainsi, en les combinant avec les lasers terahertz, ces chercheurs sont parvenus à concevoir un dispositif original émettant des ondes terahertz, qui plus est permettant de contrôler très précisément le faisceau laser émis qui, dès lors, est très peu divergent.

Reste pour ces chercheurs à maximiser la puissance de sortie de ces lasers. En outre, une meilleure maîtrise de la technologie des cristaux photoniques devrait permettre la conception de nouveaux lasers terahertz de taille encore plus réduite. La solution développée est d’autant plus intéressante qu’elle peut être appliquée à d’autres lasers fonctionnant sur des gammes de longueurs d’ondes différentes. Soulignons que ces travaux ont pu être menés à terme grâce au prix EURYI obtenu en 2004 par Raffaele Colombelli. Lancé en 2002 à Athènes, celui-ci, coordonné par la Fondation Européenne de la Science, vise à promouvoir l’excellence de la recherche européenne dans toutes les disciplines. Raffaele Colombelli a pu ainsi créer sa propre équipe au sein de l’IEF où il supervise la thèse de doctorat de Yannick Chassagneux, premier auteur de la publication de ces travaux dans Nature daté du 8 janvier 2009.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57216.htm

Les lasers à cascade terahertz (1) sont une nouvelle famille de lasers semi-conducteurs qui émettent à des fréquences de l’ordre du terahertz, soit 10^12 hertz. Du fait de leurs nombreuses applications, ils suscitent actuellement un vif intérêt, malgré un inconvénient majeur : leur faisceau est très divergent. Pour résoudre ce problème, une collaboration de chercheurs franco-anglais (2) pilotés par Raffaele Colombelli, chargé de recherche CNRS, ont utilisé des composants microscopiques particuliers appelés cristaux photoniques combinés au laser. Ils ont pu ainsi contrôler le faisceau laser et limiter considérablement sa divergence. Publiés le 8 janvier dans la revue Nature, ces résultats ouvrent un grand nombre de perspectives prometteuses, notamment en imagerie médicale terahertz.
Situées dans la gamme de l’infrarouge lointain, entre l’infrarouge moyen et les micro-ondes, les ondes terahertz comportent de précieux atouts: elles peuvent passer à travers la peau, les vêtements, les papiers, le bois, le carton et le plastique. Des propriétés qui offrent des applications en imagerie médicale, spectroscopie, sécurité et environnement (détections d’agents biologiques, de polluants ou encore d’empreintes digitales…).

De plus en plus étudiés, les lasers à cascade terahertz possèdent plusieurs avantages : ils sont très compacts (3), leur énergie est d’origine électrique - on parle de lasers “pompés” électriquement (4) - et ils fonctionnent dans la gamme des ondes terahertz (THz). Or, le spectre de fréquences entre 1 et 10 THz, appelé aussi “gap” THz, s’avère très difficile à générer avec des dispositifs peu encombrants. Ceci explique le profond intérêt suscité par les lasers à cascade terahertz qui sont les seules sources compactes, d’une dimension inférieure au millimètre, fonctionnant dans cette gamme de fréquences. Ces lasers fort prometteurs présentent toutefois un point faible : la forte divergence de leur faisceau, rédhibitoire pour une utilisation généralisée.

Les chercheurs ont utilisé de toutes petites structures, les cristaux photoniques, pour influencer les propriétés optiques du matériau et permettre notamment de contrôler le trajet de la lumière. En combinant ces composants avec les lasers terahertz, les scientifiques sont parvenus à concevoir un dispositif ingénieux émettant des ondes terahertz, mais surtout permettant un contrôle précis du faisceau laser. Grâce à cette technologie efficace, celui-ci est désormais très peu divergent.

Ce nouveau dispositif ouvre de nombreuses perspectives fondamentales et appliquées. Reste notamment pour les chercheurs à maximiser la puissance de sortie de ces lasers. De plus, mieux maîtriser la technologie des cristaux photoniques pourrait permettre de concevoir de nouveaux lasers terahertz, de taille encore plus réduite. La technique mise au point peut être généralisée à d’autres lasers fonctionnant sur des gammes de longueurs d’onde différentes. De ces résultats, enfin, il pourrait découler plusieurs applications, notamment en spectroscopie et imagerie THz.

Ces travaux ont pu être menés à terme grâce au prix EURYI (5) obtenu en 2004 par Raffaele Colombelli. Cette récompense lui a permis de créer sa propre équipe au sein de l’Institut d’électronique fondamentale de la faculté des sciences d’Orsay, où il supervise la thèse de doctorat de Yannick Chassagneux, premier auteur de cette publication.
Notes :

(1) Le premier laser à cascade quantique terahertz a été inventé en 2002.
(2) Appartenant à deux unités : l’Institut d’électronique fondamentale (CNRS / Université Paris-Sud 11) et le laboratoire “Matériaux et phénomènes quantiques” (CNRS / Université Paris Diderot – Paris 7) ainsi qu’aux Universités de Cambridge et de Leeds
(3) C’est une caractéristique des lasers semi-conducteurs qui sont très peu encombrants (a contrario des lasers à gaz).
(4) L’alternative est un laser à pompage optique, mais un second laser est nécessaire pour fournir l’énergie.
(5) Lancé en octobre 2002 à Athènes, le prix EURYI vise à promouvoir l’excellence de la recherche européenne dans toutes les disciplines. Il est coordonné par la Fondation européenne de la Science.

Références :
Electrically pumped photonic-crystal terahertz lasers controlled by boundary conditions. Y. Chassagneux, R. Colombelli, W. Maineult, S. Barbieri, H.E. Beere, D.A. Ritchie, S. P. Khanna, E. H. Linfield & A. G. Davies. Nature. 8 janvier 2009.

Contacts :
Chercheurs : Raffaele Colombelli & Yannick Chassagneux - T 01 69 15 78 65 - raffaele.colombelli@ief.u-psud.fr
Presse : Priscilla Dacher - T 01 44 96 46 06 - priscilla.dacher@cnrs-dir.fr

Source CNRS :
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1491.htm

C’est une solution à laquelle réfléchissent et travaillent Quantel, l’un des leaders mondiaux dans le secteur des lasers à solide, qui a développé en particulier des systèmes utilisés spécifiquement sur des façades de cathédrales ou des statues, voire d’autres oeuvres d’art, et Eolite Systems, une jeune entreprise qui fabrique des lasers à fibre pour des applications industrielles. Ce travail, ces deux entreprises le mènent dans le cadre de “Cleanlase”, un projet labellisé par le pôle de compétitivité “Route des Lasers” et retenu lors du 6ème appel à projets du Fonds Unique Interministériel (FUI). ALPhANOV, une structure de transfert de technologie du pôle, et un laboratoire bordelais, le CPMOH (Centre de Physique Moléculaire Optique et Hertzienne) participent à ce projet dont l’objectif à deux ans est de pouvoir disposer d’un prototype très proche du produit industrialisable, qui permettra alors d’effectuer des démonstrations de nettoyage pour les industriels.

Cleanlase va permettre d’optimiser les capacités de nettoyage du laser. “Nous allons transformer en effet la forme naturelle du faisceau, qui est pointue, afin de la rendre plate. D’où une meilleure efficacité pour gratter une surface”, explique François Salin, ingénieur opticien et co-créateur, avec Philippe Métivier, d’Eolite Systems. Les partenaires de ce projet envisagent également de développer un système de localisation de faisceau basé sur l’analyse de la lumière émise. “L’utilisateur pourrait alors savoir exactement, durant toute l’étape de nettoyage, sur quelle partie le faisceau laser vient taper”, ajoute-t-il. Résultat : une étape de nettoyage plus rapide, le dispositif de localisation évitant de sur-nettoyer certains endroits du moule. Par ailleurs, le nettoyage de pièces très fragiles ou sensibles pourrait être envisagé à plus ou moins long terme, le dispostif de localisation permettant une plus grande précision.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56342.htm

Sous la direction du professeur Heinz P. Huber, des chercheurs du centre laser de l’Université de Munich (HM : Hochschule München - Université de Sciences Appliquées) mènent un projet visant à améliorer le procédé de production de cellules photovoltaïques. Il s’agit de cellules en couche mince de CIS (Cuivre-Indium-Sulfure) avec un substrat de verre. Le procédé, conçu en collaboration avec la société AVANCIS GmbH, est un processus de structuration par laser.

Jusqu’à présent, la structuration industrielle des couches minces avec des outils mécaniques ou avec des lasers nanoseconde portait préjudice aux différentes couches ce qui limitait leur utilisation. Par contre, avec les lasers picoseconde utilisés dans le cadre de ce projet, la durée de l’impulsion lumineuse est suffisament courte pour pouvoir structurer la couche supérieure sans dégagement de chaleur et donc sans altération des couches (cf. figure).

Le procédé permet d’obtenir un rendement élevé en comparaison d’autres technologies en couche mince : 20% pour les petites cellules de laboratoire et un rendement du module supérieur aux 13% des modules conventionnels à base de silicium polycristallin.

L’objectif du projet consiste à améliorer la vitesse du procédé de structuration des couches par laser et à l’implémenter dans le cadre d’une production industrielle.

Le Centre laser de Hanovre LZH coordonne le projet du réseau TACo (Tailored Automated Coating) qui a pour objectif de contrôler les processus d’ions à l’aide de concepts sensoriels nouveaux et d’algorithmes de commande améliorés. Cela pourrait permettre ensuite de construire des chaînes de fabrication adaptatives et d’automatiser la production.

Les composants optiques élaborés avec un revêtement haute performance sont de plus en plus utilisés, que ce soit dans les applications de mesure, les applications laser, pour les biotechnologies ou la biomédecine. C’est pour filtrer ou dévier de façon efficace la lumière par exemple, ou pour réduire les réflexions non souhaitées que de tels revêtements complexes sont utilisés.

TACo est un réseau constitué de 14 partenaires et de 2 instituts de recherche. Il a été officiellement créé début 2007 avec pour objectif de mettre au point, en Allemagne, des procédés adaptatifs et innovants dans le domaine des couches minces. Le projet est principalement axé sur les concepts et procédés de revêtements suivants : Ion Assisted Deposition, Ion Beam Sputtering et Magnetron Sputtering. Les procédures de revêtement sont combinées avec de nouvelles simulations pour le développement du design. Un autre aspect du projet de ce réseau est la combinaison des méthodes de mesures in situ optiques et non-optiques pour un ajustement des paramètres en temps réel donnant lieu à une meilleure stabilité.

Les résultats de ces travaux permettront de développer de nouveaux produits et de leur ouvrir de nouveaux marchés. Les concepts de procédés innovants permettront de fabriquer une grande palette de produits non seulement dans les domaines de l’optique de précision et de l’optique laser, mais aussi de l’optique de consommation.

Le réseau TACo bénéficie d’un soutien du Ministère fédéral de l’économie et de la technologie (BMWi) dans le cadre du programme “Innonet” de soutien aux réseaux innovants jusque fin 2009.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55672.htm

Les chercheurs du groupe de recherche supranational “PolarCON” récemment constitué ont pour objectifs d’observer les effets de la polarisation d’hétérostructures à base de nitrures du groupe III émettant dans le vert et d’analyser les effets de différentes configurations de façon à trouver des applications dans différents composants optoélectroniques. Le groupe PolarCON, constitué de scientifiques de l’Université Technique (TU) de Berlin, de la TU de Brunswick, de l’école supérieure technique fédérale (ETH) de Zürich, et des Universités de Magdebourg, de Ratisbonne, de Stuttgart et d’Ulm consacrera ses recherches à l’analyse d’émetteurs de lumière verte dont l’efficacité optique est encore faible aujourd’hui en comparaison avec les diodes laser bleues ou ultraviolettes et leurs travaux devraient aboutir à la réalisation d’une telle diode laser basée sur un système en nitrure de gallium (GaN). C’est le Prof. Ferdinand Scholz de l’Université d’Ulm qui coordonne le groupe de chercheurs.

Durant la première phase du projet (2008-2011), le groupe de chercheurs sera soutenu par l’Agence de moyens pour la recherche universitaire allemande (DFG) et le Fond national suisse (Schweizerischer Nationalfond) à hauteur de 2 millions d’euros environ. L’un des obstacles est le caractère polaire des matériaux à base de GaN. Leurs recherches s’orienteront principalement sur les structures de composants dans des directions non polarisées ou semi-polarisées, afin de développer de nouvelles stratégies pouvant résoudre des problèmes liés aux matériaux et à la structure. Parallèlement, les champs électriques internes seront minimisés par un ajustement de la polarisation à partir de combinaison de matériaux adaptés à base de nitrure de gallium-aluminium-indium (AlGaInN) pour ainsi concevoir des substrats en GaN autonomes non- et semi-polarisés. Des structures de composants optoélectroniques avec application dans les diodes laser non polarisée et émettant dans le domaine des longueurs d’onde du vert devraient ainsi voir le jour. Les équipes de chercheurs des différents instituts réaliseront la production des composants nécessaires, entre autres des films quantiques actifs, les dopages n et p, élaboreront des procédures pour la fabrication des différents composants et celle de miroirs laser, tout en s’appuyant sur des travaux de modélisation.

Les instituts du groupe PolarCON sont les suivantes :
- Institut d’optoélectronique (Institut für Optoelektronik), Universität Ulm
- Institut de physique des solides (Institut für Festkörperphysik), TU Berlin
- Institut de physique appliquée (Institut für Angewandte Physik), TU Braunschweig
- Institut de physique expérimentale (Institut für Experimentelle Physik), Otto-von-Guericke Universität Magdeburg
- Institut de physique expérimentale et appliquée (Institut für Experimentelle und Angewandte Physik), Universität Regensburg
- Institut d’optique des semi-conducteurs et des surfaces de séparation fonctionnelles (Institut für Halbleiteroptik und Funktionelle Grenzflächen), Universität Stuttgart
- Laboratoire de systèmes intégrés (Integrated Systems Laboratory), ETH Zürich.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55620.htm

Un nouveau procédé de fabrication a été développé par des chercheurs de l’Institut Fraunhofer de mécanique des matériaux (IWM) : il s’applique à des matériaux fragiles et permettrait d’effectuer des coupes de façon plus économique tout en produisant des arêtes de qualité supérieure. Ce projet a été soutenu par le Ministère fédéral de l’enseignement et de la recherche (BMBF).

Le verre, par exemple, est un matériau fragile offrant diverses applications possibles. Une des clés pour obtenir un produit de qualité à base de verre est d’en maîtriser les procédés de fabrication, en particulier la coupe. Le procédé traditionnel de coupe utilisé pour une tranche de verre repose sur l’utilisation d’une petite roue qui trace une ligne sur cette tranche. Une contrainte est ensuite appliquée le long de cette ligne jusqu’à obtention de la rupture. Cette méthode fait apparaître des éclats de verre, qui eux-mêmes engendrent des microfissures dans le matériau, défauts qui doivent ensuite être éliminés par meulage et par polissage. Toutefois, des contraintes internes subsistent dans le matériau, qui diminuent sa dureté [1]. Ce procédé implique donc des dépenses importantes et restreint les choix en termes de forme. De ce fait, les chercheurs ont voulu trouver une nouvelle méthode.

Le procédé développé par Dr. Rainer Kübler et son équipe de l’IWM a obtenu le prix Joseph-von-Fraunhofer 2008. Dotée de 20.000 euros, cette récompense est attribuée chaque année aux chercheurs de la société Fraunhofer qui ont su établir des projets innovants et applicables. Leur innovation réside dans l’utilisation d’un rayon laser et d’un jeu de températures. Dr. Kübler raconte : “nous utilisons un rayon laser de CO2 pour chauffer le verre le long de la ligne de séparation souhaitée sans l’endommager”. Cette phase est suivie d’un refroidissement par chocs du matériau : un jet réfrigérant refroidit le matériau localement juste après le passage du rayon laser. Cette différence de température provoque un champ de tension qui engendre la fissure. Des simulations numériques ont permis de contrôler le matériau en premier lieu et plus particulièrement la fissure. “Notre procédé permet de créer une arête d’une qualité extrêmement élevée”, continue Dr. Kübler en soulignant que “arêtes lisses et sans défauts” sont synonymes de “verre plus stable”. En effet, la dureté des arêtes détermine inévitablement la dureté de toute la tranche de verre.

Moins une arête possède de défauts, plus l’épaisseur de la tranche peut être réduite sans pour autant perdre en dureté. De de fait, le procédé présente d’intéressantes perspectives d’application dans l’architecture. L’entreprise Grenzebach, partenaire de l’IWM lors du projet, est un acteur mondial de la technologie du verre, ce qui aidera le procédé à obtenir une reconnaissance mondiale.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/54864.htm

Des physiciens de l’Institut Max-Born (MBI) et de l’Institut Ferdinand Braun pour les techniques de haute fréquence (FBH) ont établi un nouveau record de durée d’impulsion avec un laser à disque semi-conducteur (aussi appelé diode laser à cavité verticale émettant par la surface, “VCSEL” [1]) : seulement 290 femtosecondes (1 femtoseconde = 1 mille-milliardième de seconde), contre 480 femtosecondes pour l’ancien record.

Ce type de laser est actuellement celui qui remplit au mieux les critères requis, à savoir qu’il permet l’obtention de rayons à impulsions courtes à différentes longueur d’ondes, tout en étant à la fois maniable et bon marché, fonctionnant à partir d’une structure semi-conductrice assimilée à un “disque semi-conducteur”. Des chercheurs du monde entier tentent d’optimiser ces appareils, parmi lesquels les chercheurs Dr. Peter Klopp et Dr. Uwe Griebner et leurs collègues du MBI et du FHB, qui se concentrent principalement sur la réduction des durées d’impulsion. Plus les impulsions sont courtes, plus leur énergie est concentrée. De cette façon, un matériau peut être traité plus efficacement et les mesures effectuées sont plus exactes, comparables à celles faites à partir de microscopes. Selon Peter Klopp, ce nouveau record représenterait “un record pour les lasers à semi-conducteurs en général”.

Le “disque semi-conducteur”, plus fin qu’un cheveu, est composé de quatre couches extrêmement fines de InGaAs, indium gallium arsenic. Ces couches se comportent comme des “puits quantiques” [2], et les photons générés par apport d’énergie sont émis à la verticale par la surface, moyennant un absorbeur saturable.

En théorie, les lasers à disque semi-conducteur permettent d’obtenir des impulsions de moins de 100 femtosecondes. Selon Peter Klopp, un des principaux obstacles pour parvenir à de tels résultats est le “chirp”. Ce terme désigne la modulation en fréquences qui implique que la durée d’impulsion devient plus longue avec le temps [3]. En diminuant l’épaisseur du disque et en utilisant un revêtement, les chercheurs allemands ont réussi à diminuer le chirp provenant de réflexions internes. Mais cette modulation a également lieu lorsque l’impulsion se propage à travers le semi-conducteur : la quantité de porteurs de charges libres change dans le temps, impliquant une modification de l’indice de réfraction. Dans la structure semi-conductrice émettant la lumière, la densité de porteurs de charge diminue tandis qu’elle augmente dans l’absorbeur saturable. Ce dernier phénomène crée idéalement un chirp inversé, agissant de façon compensatoire.

Les constructeurs de laser ont déjà commandé de tels lasers avec un complément spécial : en introduisant d’autres matériaux semi-conducteurs au système, les lasers peuvent générer non seulement des impulsions infrarouges mais aussi bien d’autres longueurs d’ondes atteignant le domaine des ultra-violets.

C’est une avancée importante - pour l’industrie autant que pour la recherche - car les applications sont multiples : examen des procédés de réactions biochimiques, médecine, traitement des matériaux, etc.

- [1] Article de Wikipédia sur les VCSEL :
      http://redirectix.bulletins-electroniques.com/70UIE
- [2] Article de Wikipédia sur les puits quantiques :
      http://fr.wikipedia.org/wiki/Puits_quantique
- [3] Article de Wikipédia sur le chirp :
      http://fr.wikipedia.org/wiki/Chirp

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53704.htm

En appliquant sur un semi-conducteur une lumière dont l’énergie est supérieure à la bande interdite, une surproduction d’électrons se produit qui accompagne l’absorption de la lumière. Lors de la recombinaison des électrons une lumière apparait : la photoluminescence. Son intensité permet d’évaluer en deux dimensions et avec une bonne résolution la qualité des semi-conducteurs, en observant comment elle est répartie à la surface et à l’intérieur d’un substrat par exemple.

Le professeur Tajima de l’ISAS (Institute of Space and Astronautical Science) a développé sur ce principe une méthode de “Mapping” par photoluminescence qui consiste à balayer un rayon laser sur un échantillon pour observer point par point l’intensité photoluminescente. Cette méthode ne nécessite pas de préparation préalable et elle permet d’évaluer au micron près la qualité des panneaux solaires achevés ou bien de leurs substrats, sans le moindre contact ni la moindre détérioration. Cependant, l’observation avec cette technique nécessite trop de temps, raison pour laquelle elle a été remplacée par la méthode dite d’”Imaging” par photoluminescence.

Il s’agit ici d’appliquer sur l’ensemble de l’échantillon une lumière uniforme et de photographier l’image globale de la photoluminescence qui est émise. Cette technique nécessite seulement une diode LED, pour émettre une forte lumière, et une caméra CCD refroidie (IR proche). Elle permet d’observer la qualité d’un substrat de silicium ou d’un panneau solaire en moins d’une seconde, avec une résolution de 1 million de pixels.

L’utilisation, en complément, d’une solution aqueuse d’acide hydrofluorique permet d’améliorer la qualité de la surface des échantillons, notamment celles des substrats ou des lingots qui sont particulièrement mauvaises (les électrons se recombinant sans émettre de lumière). La préparation de la surface permet en outre d’obtenir une meilleure résolution.

Une autre méthode, dite Méthode d’excitation sélective par photoluminescence, permet d’évaluer de la même facon la qualité des panneaux solaires multicouches (ceux composés de plusieurs couches de matériaux semi-conducteurs différents). Les couches supérieures de ces panneaux ont une bande interdite large ce qui permet à la lumière à longue longueur d’onde de pénétrer les couches supérieures et à la photoluminescence émise par les couches inférieures de traverser également les couches supérieures. Chaque couche peut donc être observée en utilisant une lumière avec différentes longueurs d’onde. Cette méthode est en passe de devenir incontournable dans l’analyse des anomalies survenant sur les panneaux solaires des satellites.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/50877.htm

Actuellement, on peut déterminer la position d’atomes à l’aide de rayons X, mais pour apprécier les mouvements de ces mêmes atomes, des impulsions sont nécessaires. Le Prof. Dr. Christian Spielmann de l’Institut de Physique de l’Université de Wurzbourg souligne la nécessité d’impulsions très brèves - de l’ordre de la femto- à l’attoseconde - pour effectivement obtenir des images nettes.

Des recherches sur ce thème sont menées d’une part à Hambourg, dans le Centre de recherche en physique des particules et en rayonnement synchrotron DESY (synchrotron à électrons), et d’autre part, dans les laboratoires universitaires avec le laser à rayons X. A l’Université Technique de Vienne, les chercheurs de Wurzbourg, Vienne et Munich utilisent des rayons laser dans des chambres à vide et ont déjà réussi à obtenir des impulsions de l’ordre d’une centaine d’attosecondes.

Jusqu’alors, une puissance d’un Watt en entrée permettait d’obtenir des rayons de seulement un millionième de Watt en sortie. Pour améliorer cette efficacité lors de leur expérience, les chercheurs ont fait passer le rayon dans deux tubes au lieu d’un, ce qui a permis de quadrupler l’intensité de sortie obtenue. “Ceci est dû à la superposition de deux signaux cohérents”, explique Spielmann. Ce phénomène, déjà connu dans le cas de lumière visible, n’avait jamais été testé sur des rayons X auparavant, les physiciens pensant qu’une telle expérience serait insensée. A l’avenir, ces mêmes physiciens comptent augmenter encore le nombre de tuyaux pour tenter d’accroître encore l’intensité du rayon en sortie.

Différents physiciens, chimistes ou biologistes sont concernés par l’observation de mouvements d’atomes : à Wurzbourg, il est mentionné par exemple l’intérêt de l’observation des mouvements d’atomes de silicium au moment du chauffage. A long terme cependant, on cherchera à observer des changements de formes et des rencontres entre molécules de plus grosses tailles.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52029.htm

Depuis de nombreuses années, les magnétomètres SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) sont sans équivalent pour leur capacité à mesurer des champs magnétiques de faible fréquence avec une très grande précision (moins de 1 femto Tesla). Pendant longtemps, ces systèmes sont restés volumineux, complexes et coûteux, mais depuis quelques années, une nouvelle génération est apparue, qui exploite les possibilités de micro fabrication développées pour la réalisation des MEMS (Micro Electro Mechanichal Systems).

D’autres voies sont explorées, et récemment, une équipe de chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST), dirigée par John Kitching, a mis au point un magnétomètre atomique miniaturisé qui permet de mesurer des champs magnétiques avec une sensibilité d’environ 70 femto Tesla, et qui utilise une configuration optique simplifiée qui ne nécessite qu’un seul laser de faible puissance (diode laser émettant dans l’infrarouge) et s’avère beaucoup plus compacte que la configuration à deux faisceaux pompe-sonde des dispositifs optiques classiques. Le système est constitué d’une cellule cubique en silicium fabriquée par des techniques MEMS, de dimensions millimétriques et remplie d’un gaz d’atomes de rubidium dilué dans de l’azote. Le faisceau laser incident sur la cellule est polarisé circulairement, et la lumière transmise est analysée par un photodétecteur. La perturbation de l’alignement des spins des atomes alcalins dans la phase vapeur engendrée par un champ magnétique extérieur, même de très faible intensité, provoque une variation de la transmission du faisceau laser qui peut être facilement détectée, donnant ainsi au dispositif une sensibilité très élevée.

La miniaturisation de ces magnétomètres est particulièrement intéressante pour des applications dans le domaine médical. Elle permet de réaliser des mesures biomagnétiques de manière non invasive, comme la magnéto-cardiographie du foetus ou encore la magnéto-encéphalographie destinée à localiser certaines formes d’activité cérébrale.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52037.htm

Les performances de la spectroscopie et de l’imagerie optique haute résolution se heurtent aux phénomènes de diffraction qui limitent la résolution spatiale des instruments à la moitié de la longueur d’onde de la lumière utilisée. Il est cependant important de pouvoir disposer de sources de rayonnement cohérent dans le domaine de l’infra rouge moyen pour analyser les caractéristiques de surface à l’échelle nanométrique d’échantillons chimiques ou biologiques. Le développement des microscopes à champ proche (SNOM, Scanning Near Field Optical Microscope) a montré que l’on pouvait s’affranchir des limitations de la diffraction, et des exemples de caractérisation haute résolution de polymères ou de virus ont été réalisées dans l’infrarouge en utilisant des SNOM adaptés à cette gamme de longueur d’onde.

Dans l’objectif de développer de telles sources cohérentes, une équipe de scientifiques menée par Federico Capasso à Harvard University (Cambridge, MA) vient de proposer un dispositif capable de confiner le champ électromagnétique émis par une diode laser dans l’infra rouge moyen jusqu’à un soixante dixième de longueur d’onde, soit un confinement spatial de moins de 100 nm. Le dispositif est fabriqué à partir d’un laser à cascade quantique sur lequel a été implantée une antenne plasmonique formée de deux nano barreaux d’or séparés par un très faible gap d’une centaine de nanomètres. L’antenne plasmonique repose sur une couche d’Al2O3 préalablement déposée sur la région active du laser à cascade quantique et elle est fabriquée par dépôt d’un film d’or qui est ensuite gravé par faisceau d’ions focalisés pour former les deux barreaux.

Lorsque le laser émet de la lumière, un champ électrique intense se forme entre les deux barreaux de sorte que la lumière est confinée sur une zone de largeur identique à celle qui sépare les barreaux. De telles antennes optiques ont été implantées sur des lasers à cascade quantique émettant à des longueurs d’onde de 7 micro-m et de 5,3 micro-m, et ont été caractérisées en utilisant un SNOM. Le confinement du champ mesuré est inférieur à 100 nm comme prévu par les simulations, et ne dépend pas de la longueur d’onde d’émission, mais de la valeur du gap entre les barreaux d’or.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51658.htm

L’Institut Fraunhofer d’ingénierie laser (ILT) d’Aix-la-Chapelle a développé deux procédés d’outillage de moules : le soudage de couches par laser et le Selective Laser Melting (SLM). Afin d’augmenter la durée de vie et le délai de fabrication d’un élément de plastique ou d’aluminium, ces outils doivent présenter à la fois une bonne résistance à l’usure, habituellement obtenue par des aciers solides à chaud, et une bonne conductivité thermique, pour laquelle le cuivre est plus adapté, afin d’accélérer le refroidissement de la pièce usinée. Pour combiner ces propriétés, la solution consiste à réaliser un matériau, dont la composition chimique est hétérogène.

Dans le cas du moulage de matière plastique par injection [1], il s’agit d’évacuer rapidement la chaleur, afin de garantir également le bon démoulage de la pièce. Le cuivre présentant en soi une trop faible résistance à l’usure et à la corrosion dans la plupart des applications, l’ILT réalise des moules par soudage laser d’une couche sur une base en acier, garantissant la solidité. Ceci est encore plus important dans le cas du moulage sous pression [2]. Au moyen de cette même technique, on dépose ainsi une enveloppe composée d’un alliage d’acier sur un noyau en acier inoxydable.
Le Selective Laser Melting (SLM) est utilisé afin d’obtenir des moules plus complexes du point de vue des canaux de refroidissement, avec ainsi une plus grande qualité de la pièce moulée. L’ILT et l’Institut de fonderie de l’Université technique d’Aix-la-Chapelle (RWTH) préparent désormais une combinaison de matériaux. Une mince enveloppe de la pièce est fabriquée, par exemple en acier par SLM. La surface intérieure est arrosée d’un autre matériau, un alliage de cuivre ou bien d’aluminium. Le moule possède de cette façon de bonnes propriétés thermiques et n’a quasiment plus besoin de système de refroidissement. Les coûts de construction sont ainsi considérablement réduits.

- [1] Le moulage par injection, article de Wikipedia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Moulage_par_injection

- [2] Le moulage sous pression :
http://www.alu-laufen.ch/index.php?lang=fr&id=10

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52023.htm

Le nouveau Pôle de Recherche de l’Enseignement Supérieur (PRES) UniverSud vous invite aux journées d’Imagerie Cellulaire et Tissulaire à la Faculté de Médecine de Bicêtre les 28 et 29 novembre prochains.

Le but de ces deux journées est de faire connaître les projets et les méthodes les plus innovantes in vitro et in vivo, développées dans la région (nouvelles microscopies électroniques, imageries chimiques et dynamiques, imagerie in vivo et SOLEIL). Une attention particulière sera donnée aux applications dans le domaine de la Biologie et de la Médecine.

Le programme et l’inscription - gratuite mais obligatoire - sont accessibles sur le site du Réseau d’Imagerie Cellulaire : http://www.ric.u-psud.fr

Les organisateurs souhaitent que ces journées soient un lieu d’échange et de communication entre chercheurs et cliniciens. L’objectif est d’enrichir les relations entre les différents acteurs et susciter la création de nouveaux projets.

Une table ronde aura pour thème la structuration de l’enseignement en Imagerie. Ce colloque est ouvert aux étudiants de Masters ou Doctorants qui le souhaitent.

Light Blue Optics (LBO), le principal développeur de technologies de projection laser holographique, a annoncé aujourd’hui la conclusion d’un tour de financement de série A de 26 millions de dollars US, mené par Earlybird Venture Capital et Capital-E. Les investisseurs existants 3i plc, qui ont mené le tour de financement d’amorçage de 3,5 millions de dollars US de LBO, et NESTA ont également participé.

L’annonce de ce tour de financement de série A fait suite à la diffusion de prototypes de LBO auprès de clientsclés et de partenaires de développement stratégiques depuis juillet 2007. Ces fonds permettront à LBO de donner un coup d’accélérateur à son programme de développement et de commercialisation de produit en direction de la fabrication intensive de systèmes de projection miniature pour un déploiement sur de nombreux marchés, notamment l’automobile, l’affichage numérique et l’électronique grand public. L’entreprise estime que le marché total disponible pour les systèmes de projection miniature dépassera les 5 milliards de dollars d’ici à 2012.

Voir l’article entier