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Du laser à cascade quantique à la chirurgie aux ondes terahertz

10 décembre 2013, 14:37
Du laser à cascade quantique à la chirurgie aux ondes terahertz

Visite commentée de l'Institut d'électronique du Sud (IES) à Montpelier, un laboratoire de pointe, relatée dans le journal du CNRS.

« Record du monde ! » Sur un tableau, dans la salle de café du groupe de recherche Nanomir, l'inscription victorieuse légende une courbe dont les valeurs avoisinent 2,64 micromètres. « C'est la plus petite longueur d'onde jamais émise par un laser à cascade quantique, nous éclaire Alexei Baranov, directeur de recherche et Médaille d'argent du CNRS en 2006. Nous avons réussi la manip il y a tout juste trois semaines. » Le physicien et son équipe sont spécialisés dans la conception de lasers émettant dans le moyen infrarouge (MIR), et plus particulièrement de ces fameux lasers à cascade quantique. Ces composants sont les seuls à pouvoir fonctionner dans des conditions extrêmes de température, et l'objectif de leur dernier « record » est justement l'analyse de gaz au fond d'un forage avoisinant les 200 °C, afin d'obtenir des informations sur la qualité du pétrole disponible. « Nous construisons nos dispositifs de A à Z. C'est cette capacité qui nous positionne comme leader en matière de laser moyen infrarouge », explique Éric Tournié, responsable de Nanomir. Car la recette pour élaborer un laser à cascade quantique n'est pas simple. Elle réside dans une succession de couches de matériaux semi-conducteurs, et c'est en se déplaçant à travers ces différentes strates que les électrons libèrent les photons à l'origine du rayonnement émis. Il aura fallu près de 1 000 couches successives pour réussir à obtenir des photons d'une longueur d'onde avoisinant les 2,64 micromètres. 

À la lumière des térahertz

Nanomir est l'un des huit groupes de recherche aux thématiques aussi novatrices et variées que complémentaires abrités par l'Institut d'électronique du Sud (IES), créé le 1er janvier 2007 par la fusion de trois laboratoires. « Les thèmes de recherche de l'IES se situent en amont des technologies de l'information et de la communication, comme nous l'explique son directeur Daniel Gasquet.Notre travail est donc la conception, la réalisation et la caractérisation de composants et de systèmes électroniques. » De fait, les applications sont extrêmement variées : les télécommunications, l'énergie, l'imagerie, le médical, etc. La particularité de l'Institut est d'exceller dans des domaines de niche, ce qui lui vaut une reconnaissance internationale, par exemple pour le groupe Nanomir, à l'origine de plusieurs premières mondiales, comme la réalisation du tout premier laser MIR émettant par la surface. 
[...]    © E. Perrin/CNRS Photothèque
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