{"id":454492,"date":"2024-06-24T11:33:54","date_gmt":"2024-06-24T09:33:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eenewseurope.com\/?p=454492"},"modified":"2024-06-24T11:33:54","modified_gmt":"2024-06-24T09:33:54","slug":"rendre-visible-la-lumiere-infrarouge","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ecinews.fr\/fr\/rendre-visible-la-lumiere-infrarouge\/","title":{"rendered":"Rendre visible la lumi\u00e8re infrarouge"},"content":{"rendered":"

Des chercheurs de l’Institut indien des sciences(IISc)<\/a> ont d\u00e9velopp\u00e9 un dispositif permettant d’augmenter ou de \u00ab\u00a0convertir\u00a0\u00bb la fr\u00e9quence de la lumi\u00e8re infrarouge courte dans le domaine visible.<\/span><\/h3>\n

La conversion ascendante de la lumi\u00e8re a diverses applications, notamment dans les domaines de la d\u00e9fense et des communications optiques. L’\u00e9quipe de l’IISc a utilis\u00e9 pour la premi\u00e8re fois un mat\u00e9riau 2D pour concevoir ce qu’elle appelle une pile de miroirs optiques non lin\u00e9aires afin d’obtenir cette conversion ascendante, associ\u00e9e \u00e0 une capacit\u00e9 d’imagerie \u00e0 large champ. L’empilement se compose de plusieurs couches de s\u00e9l\u00e9niure de gallium fix\u00e9es au sommet d’une surface r\u00e9fl\u00e9chissante en or, avec une couche de dioxyde de silicium intercal\u00e9e entre les deux.<\/p>\n

L’imagerie infrarouge traditionnelle utilise des semiconducteurs exotiques \u00e0 bande interdite \u00e0 faible \u00e9nergie ou des r\u00e9seaux de micro-bolom\u00e8tres, qui captent g\u00e9n\u00e9ralement la chaleur ou les signatures d’absorption de l’objet \u00e9tudi\u00e9. L’imagerie et la d\u00e9tection dans l’infrarouge sont utiles dans divers domaines, de l’astronomie \u00e0 la chimie. Par exemple, lorsqu’une lumi\u00e8re infrarouge traverse un gaz, la d\u00e9tection de la variation de la lumi\u00e8re peut aider les scientifiques \u00e0 d\u00e9terminer les propri\u00e9t\u00e9s sp\u00e9cifiques du gaz. Ce type de d\u00e9tection n’est pas toujours possible avec la lumi\u00e8re visible.<\/p>\n

La m\u00e9thode utilis\u00e9e par l’\u00e9quipe de l’IISc consiste \u00e0 envoyer un signal infrarouge d’entr\u00e9e ainsi qu’un faisceau de pompage sur la pile de miroirs. Les propri\u00e9t\u00e9s optiques non lin\u00e9aires du mat\u00e9riau constituant l’empilement entra\u00eenent un m\u00e9lange des fr\u00e9quences, ce qui donne un faisceau de sortie de fr\u00e9quence accrue (convertie), mais dont les autres propri\u00e9t\u00e9s restent intactes. Gr\u00e2ce \u00e0 cette m\u00e9thode, ils ont pu convertir la lumi\u00e8re infrarouge d’une longueur d’onde d’environ 1550 nm en lumi\u00e8re visible de 622 nm. L’onde lumineuse \u00e9mise peut \u00eatre d\u00e9tect\u00e9e \u00e0 l’aide de cam\u00e9ras traditionnelles au silicium.<\/p>\n

\u00ab\u00a0Ce processus est coh\u00e9rent : les propri\u00e9t\u00e9s du faisceau d’entr\u00e9e sont conserv\u00e9es \u00e0 la sortie. Cela signifie que si l’on imprime un motif particulier dans la fr\u00e9quence infrarouge d’entr\u00e9e, il est automatiquement transf\u00e9r\u00e9 \u00e0 la nouvelle fr\u00e9quence de sortie\u00a0\u00bb, explique Varun Raghunathan, professeur associ\u00e9 au d\u00e9partement d’ing\u00e9nierie des communications \u00e9lectriques (ECE) et auteur correspondant de l’\u00e9tude publi\u00e9e dans la revue Laser & Photonics Reviews<\/em><\/a>.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

L’auteur principal, Jyothsna KM, aligne les faisceaux optiques pour les exp\u00e9riences de conversion ascendante (Photo : Harinee Natarajan).<\/em><\/p>\n

L’avantage de l’utilisation du s\u00e9l\u00e9niure de gallium, ajoute-t-il, est sa non-lin\u00e9arit\u00e9 optique \u00e9lev\u00e9e, ce qui signifie qu’un photon unique de lumi\u00e8re infrarouge et un photon unique du faisceau de pompe peuvent se combiner pour donner un photon unique de lumi\u00e8re avec une fr\u00e9quence convertie vers le haut. L’\u00e9quipe a r\u00e9ussi \u00e0 obtenir la conversion ascendante m\u00eame avec une fine couche de s\u00e9l\u00e9niure de gallium de seulement 45 nm. Sa petite taille le rend plus rentable que les dispositifs traditionnels qui utilisent des cristaux de quelques centim\u00e8tres. Ses performances sont \u00e9galement comparables \u00e0 celles des syst\u00e8mes d’imagerie \u00e0 conversion ascendante les plus r\u00e9cents.<\/p>\n

Jyothsna K Manattayil, doctorante \u00e0 l’ECE et premier auteur, explique qu’ils ont utilis\u00e9 un algorithme d’optimisation par essaim particulaire pour acc\u00e9l\u00e9rer le calcul de la bonne \u00e9paisseur des couches n\u00e9cessaires. En fonction de l’\u00e9paisseur, les longueurs d’onde qui peuvent traverser le s\u00e9l\u00e9niure de gallium et \u00eatre converties varient. Cela signifie que l’\u00e9paisseur du mat\u00e9riau doit \u00eatre adapt\u00e9e en fonction de l’application. \u00ab\u00a0Dans nos exp\u00e9riences, nous avons utilis\u00e9 une lumi\u00e8re infrarouge de 1550 nm et un faisceau de pompe de 1040 nm. Mais cela ne veut pas dire que cela ne fonctionnera pas pour d’autres longueurs d’onde\u00a0\u00bb, pr\u00e9cise-t-elle. \u00ab\u00a0Nous avons constat\u00e9 que les performances ne diminuaient pas pour une large gamme de longueurs d’onde infrarouges, de 1400 nm \u00e0 1700 nm\u00a0\u00bb.<\/p>\n

\u00c0 l’avenir, les chercheurs pr\u00e9voient d’\u00e9tendre leurs travaux \u00e0 la conversion ascendante de la lumi\u00e8re de longueurs d’onde plus importantes. Ils tentent \u00e9galement d’am\u00e9liorer l’efficacit\u00e9 du dispositif en explorant d’autres g\u00e9om\u00e9tries d’empilement.<\/p>\n

\u00ab\u00a0L’imagerie infrarouge sans capteurs infrarouges suscite beaucoup d’int\u00e9r\u00eat dans le monde entier. Notre travail pourrait changer la donne pour ces applications\u00a0\u00bb, d\u00e9clare M. Raghunathan.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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