Les applica*ons de la photonique

Transcription

1 Les applica*ons de la photonique Workshop op*que électromagné*que Paris, le 2 décembre 2014

2 Historique Les premières u*lisa*ons de l Op*que remontent à l an*quité Appari*on des premières lune>es au moyen- âge D énormes progrès à la renaissance : Lune>e astronomique Télescope Microscope

3 La photonique aujourd hui Appari*on récente de nouveaux ou*ls : photodétecteurs Sources de lumière : laser, LED fibres op*ques. => explosion des applica/ons de la photonique dans le monde actuel

4 Les applica*ons de la photonique La lumière possède des propriétés extraordinaires, qui peuvent aider à réaliser de nombreuses fonc*ons : Voir Eclairer Traiter la ma*ère Soigner Echanger/traiter des informa*ons Mesurer.

5 Augmenter la vision Les télescopes géants (E- ELT) : développer une nouvelle classe de télescopes géants pour mieux étudier l espace (détec*on et étude des exo- planètes) Un miroir primaire de 39 m de diamètre! Op*que adapta*ve ultra- fine

6 Imagerie cellulaire De nombreuses techniques de microscopie en cours de développement : microscopie non- linéaire u*lisa*on de nano- éme>eurs Imagerie de phase Pour une meilleure connaissance des phénomènes biologiques

7 Augmenter la vision Voir dans l infra- rouge : Vision nocturne : jumelles IR Caméras thermique Nacelle d observa*on Thermométrie (bâ*ment, bricolage)

8 Augmenter la vision Voir à travers la ma*ère Détec*on d armes ou d explosifs (THz) Détec*on de défauts structurels (rayons γ) Imagerie médicale (rayons X, OCT, à travers les milieux diffusants.) Crédit LOA

9 Le traitement de la ma*ère U*lisa*on de lasers de forte puissance pour découper, percer, souder la ma*ère. Automobile, aéronau*que Un marché de plusieurs milliards d!

10 Le traitement de la ma*ère Techniques de micro- fabrica*on en plein essor, grâce progrès des lasers femtoseconde : composants médicaux microfluidique microélectronique Crédit Amplitude

11 Photonique et médecine Opthalmologie : technique LASIK Correc*on de la myopie : - U*lisa*on d un premier laser pour découper une fine pellicule de cornée - U*lisa*on d un second laser qui rec*fie la courbure de la cornée Dermatologie, odontologie, chirurgie

12 Photonique et médecine Impression 3D laser du vivant : Permet la fabrica*on de *ssus biologiques structurés en 3D à haute résolu*on (micron) avec des volumes très faibles de l ordre du pl Technique polyvalente (large gamme de viscosité, principes bioac*fs, cellules, biomatériaux) Technique qui permet un débit élevé (tx d'impression> 10,000 gou>ele>es/s) Crédit Poie*s

13 Photonique et informa*on La fibre op*que, un objet incroyable, qui a révolu*onné la communica*on entre les hommes. - Long haul WDM : plusieurs Tbit/s sur des milliers de km sur une seule fibre op*que - FTTH en plein essor : 100 Mbits/s chez l abonné

14 Instruments de mesure LIDAR : Analyse spectrale de la lumière rétrodiffusée par l atmosphère avec résolu*on temporelle : Caractérisa*on des flux d air Caractérisa*on des aérosols De nombreuses applica*ons : éoliennes Météorologie Etude de la pollu*on (aérosols, par*cules fines ) Crédit Léosphère

15 Instruments de mesure Détec*on ou iden*fica*on de gaz, de polluants, d agents biologiques et chimiques : Spectroscopie Raman Spectroscopie de fluorescence Spectroscopie IR Laser Induced Breakdown Spectroscopy

16 Instruments de mesure Horloges atomiques : spectroscopie de très haute précision d une transi*on atomique Ont rendu possible le GPS Micro- horloges atomiques Horloges micro- ondes stabilité Horloges op*ques Crédit FEMTO- ST Crédit SYRTE

17 Instruments de mesure Mesures iner*elles (accéléra*ons/rota*ons) : Gyromètres à fibre op*que Senseurs iner*els à atomes froids Gravimètre quan*que absolu

18 AQG : principle of opera*on!"#$%&"'"()*$"+%"(,"* Repe**on frequency : 2 to 3 Hz

19 Conclusion Présenta*on d un panorama large, mais pas exhaus*f (éclairage, photovoltaïque ). La photonique est à l origine de nombreuses ruptures technologiques Importance des progrès technologiques dans le domaine des composants De nouvelles ruptures en prépara*on : nano- objets? fusion iner*elle par laser? => Vers un futur plus «lumineux» ;)