Vitrine de l’innovation - Photoniques · Vitrine de l’innovation ... 30 Dossier « Défense ... permettra de connaître les sujets que nous traiterons durant l’année 2012

Numéro 55Septembre - Octobre 2011

Retour sur Optique Marseille Opticienscélèbres : Alhazen Acheter : un modulateurspatial de lumière Comprendre : le speckle

Vitrine de l’innovationDécouvrez l’ensemble

des produits sélectionnés

FocusLe salon OPTO

ouvre ses portes le 4 octobre

Dossier techniqueDéfense et sécurité

Micro-Analyse MoléculaireSpectroscopie RamanFluorescenceSPRiEDXRF

Spectroscopie OptiqueRéseaux de diffractionDétecteursSpectromètres OEMMonochromateurs

Caractérisation de Surfaces& de Couches MincesEllipsométrieCathodoluminescenceGD-OES

Analyse ElémentaireICP-OESAnalyseurs C/S & O/N/HAnalyseurs S & Cl dans les huiles

Analyse GranulométriqueDiffraction laserDiffusion dynamique

Sciences CriminalistiquesSources de lumièresLogiciels de traitement d’images

www.horiba.com/[email protected]

1

Éditorial.................................................................................................................. 2Société française d’optique..................................................................................... 3Retour sur Optique Marseille .................................................................................. 4

AFOP ...................................................................................................................... 6ALPhA - Route des Lasers ....................................................................................... 7Anticipa.................................................................................................................. 8Elopsys ................................................................................................................... 9Pôle ORA .............................................................................................................. 10PopSud ................................................................................................................. 11

Sociétés ................................................................................................................ 12Prix et distinctions ; Lu, Vu, Entendu...................................................................... 13R&D...................................................................................................................... 14Interview de Jean-Pierre Huignard........................................................................ 16Rendez-vous : Forum de l’optique - Grenoble Innovation Fair ............................... 18Agenda................................................................................................................. 19

Vitrine de l’innovation .......................................................................................... 20Rendez-vous Porte de Versailles ! ......................................................................... 22Nouveaux produits ............................................................................................... 27

Alhazen – Riad Haidar...................................................................................30

Dossier « Défense et sécurité »........................................................ 33Les ondes électromagnétiques térahertz au service de la sécurité et de la défense – Jean-Louis COUTAZ, Frédéric GARET ...................................... 34

Utilisation des lasers femtosecondes pour le marquage du verre, dans le cadre de la lutte contre la contrefaçon – Hervé SODER .......................... 40

Imagerie active : la maturité des systèmes ouvre de vastes perspectivesFrank CHRISTNACHER, David MONNIN, Martin LAURENZIS, Yves LUTZ, Alexis MATWYSCHUK .................................................................... 44

Lasers à cascade quantique dans les applications militaires modernesCostel SUBRAN, Michael RADUNSKY, Michael HENSON ....................................... 52

Comprendre : Transmission désordonnée et speckleJean TABOURY ........................................................................................... 56

Acheter un modulateur de phase spatial .............................................................. 61Nouveaux produits ............................................................................................... 63Bulletin d’abonnement................................................................................................... 31Liste des annonceurs ....................................................................................................... 64

L’OPTIQUE EN FRANCE

ACTUALITÉS

FOCUS : Salon Opto

OPTICIENS CÉLÈBRES

CAHIER TECHNIQUE

DÉCOUVRIR

PRODUITS

Vitrine de l’innovation : Venez voterpour décerner les Photons !

Dossier « Défense et sécurité »

n°55 • septembre - octobre 2011

Comprendre… le speckle

Focus « Salon Opto »

Photos de couverture : © GL Events/ISL/Hamamatsu

septembre/octobre 2011 • 55 •

La revue des solutions optiques EDP Sciences, 17 avenue du Hoggar, P.A. de Courtabœuf, 91944 Les Ulis Cedex A, France Tél. : 33 (0)1 69 18 75 75Fax : 33 (0)1 69 07 45 17www.photoniques.comwww.edpsciences.org

Photoniques est la revue de laSociété française d’optique2 avenue Augustin Fresnel 91127 Palaiseau Cedex, France [email protected]

Tél. : 33 (0)1 64 53 31 82 Fax : 33 (0)1 64 53 31 84

Directeur de publication Jean-Marc QuilbéTél. : 33 (0)1 69 18 75 75

Rédaction Rédactrice en chef Françoise Métivier Mobile : 33 (0)6 30 98 48 [email protected]

Secrétaire de rédaction Paola [email protected]

Journaliste Vincent [email protected]

Rédactrice-graphiste Jacqueline [email protected]

Ont participé à la rédaction de ce numéroEric Audouard (Impulsion – Universités de Lyon et Saint-Étienne)Frank Christnacher (ISL)Jean-Louis Coutaz (IMEP-LAHC, Université de Savoie)Frédéric Garet (IMEP-LAHC, Université de Savoie)Riad Haïdar (ONERA)Michael Henson (Daylight Solutions)Marie Houssin (Institut Fresnel)Martin Laurenzis (ISL)Michel Lequime (Institut Fresnel)Yves Lutz (ISL)Alexis Matwyschuk (ISL)Richard Moncorgé (ENSICAEN)David Monnin (ISL)Michael Radunsky (Daylight Solutions)Hervé Soder (Impulsion)Costel Subran (Opton Laser International)Jean Taboury (Institut d’optique Graduate School)

Publicité Annie KellerMobile : 33 (0)6 74 89 11 47Tél./Fax : 33 (0)1 69 28 33 69 [email protected]

Gestion des abonnementsPhotoniquesEDP Sciences 17 avenue du Hoggar, P.A. de Courtabœuf91944 Les Ulis Cedex A, FranceTél. : 33 (0)1 69 18 75 75Fax : 33 (0)1 69 86 06 [email protected]

Abonnements (p. 31)

Photoniques est éditée par EDP Sciences17 avenue du Hoggar, P.A. de Courtabœuf, 91944 Les Ulis Cedex A, France

RCS : 308 392 687

ISSN : 1629-4475

Impression SPEI (54)

Dépôt légal septembre 2011

Routage Routage 93 (93)

Jean-Luc Ayral (Force-A)Azzedine Boudrioua (Institut Galilée, Paris 13)Didier-Luc Brunet (Horiba Jobin-Yvon)Emilie Colin (Quantel)Jean Cornillault (SFO)Céline Fiorini-Debuisschert (CEA)Wolfgang Knapp (Club laser et procédés)

Michel Lequime (Institut Fresnel, Marseille)Riad Haidar (Onera)Jean-Michel Mur (Club Optique)François Piuzzi (CEA)Daniel Rouan (Observatoire de Paris)Marie-Claire Schanne-Klein (École polytechnique)Christophe Simon-Boisson (Thales Optronique)Costel Subran (Opton Laser International)

2

Du 4 au 6 octobre aura lieu au Parc des expositions de la Porte deVersailles l’édition 2011 du salon OPTO. Comme chaque année,

Photoniques sera présente et animera la Vitrine de l’innovation. Cettevitrine, destinée à présenter des produits et services innovants issus d’équipesde R&D françaises, rassemble cette année dix participants. Un vote associantle comité de rédaction de Photoniques, les exposants d’Opto, mais aussi tous les visiteurs du salon, permettra de déterminer les trois produits les plusinnovants : ils recevront le mercredi 5 octobre les Photons d’or, d’argent etde bronze. Nous vous attendons donc sur le stand Vitrine de l’innovation,situé en face de l’entrée du salon, afin de vous faire découvrir les dernières nouveautés de nos laboratoires et entreprises !

Cette période de fin d’année est aussi celle au cours de laquelle nous éditonsle programme rédactionnel de l’année à venir. Disponible à partir de débutoctobre, notamment sur notre site Internet www.photoniques.com, il vouspermettra de connaître les sujets que nous traiterons durant l’année 2012.À côté de ce programme déterminé par le comité de rédaction, une place est laissée dans chaque numéro pour les articles et sujets que vous nous soumettez. N’hésitez donc pas à nous contacter pour nous faire part de vospropositions et suggestions : le comité de rédaction se réunit tous les deuxmois pour les étudier.

Bonne rentrée à tous !

Nous vous attendons !

Françoise MétivierRédactrice en chef

[email protected]

Comité de rédaction

• 55 • septembre/octobre 2011

Société française d’optique 3


Le mot du Président

Chers Adhérentes et Adhérents de la SFO,

La nouvelle équipe du Conseil d’Administration

de la SFO que vous avez élue commence son

travail. Votre soutien et votre participation active sont des éléments

importants de notre motivation et un gage de notre réussite.

Vous pourrez lire dans ce numéro de Photoniques le compte-rendu du

congrès « OPTIQUE Marseille 2011 ». Cet événement est important pour la

vie de la communauté de l’Optique Photonique. Le prochain Conseil

d’Administration de la SFO (qui se sera tenu au moment où vous lirez ces

lignes) va en examiner le bilan afin de lancer dans les meilleures conditions

la prochaine édition, qui se tiendra en 2013.

L’Exposition Opto est également un moment important pour notre

communauté. Cet événement s’est rapproché des salons MesurexpoVision

et Espace Laser dans un souci de réalisme économique. Parallèlement aux

conférences de MesurexpoVision organisées par la SFP et au Congrès

International de Métrologie, PRI-Photon Recherche Industrie (Association

commune SFO-AFOP) accueillera à cette occasion une série de conférences

ouvertes à l’ensemble des visiteurs. Notamment, parmi ces rencontres

OPTO/PRI, la sixième journée du club SEE/SFO Systèmes Optroniques

pour l’Observation et la Surveillance (SOOS) se tiendra Porte de Versailles

le 4 octobre.

OPTO/PRI est également l’occasion de rencontrer les acteurs associatifs

et institutionnels de l’Optique Photonique qui contribuent par leurs actions

à la visibilité de notre communauté. Ainsi, profitez de votre venue pour

rencontrer la SFO sur le stand de la Fédération Française de Sociétés

Scientifiques (F2S) ; fédération qui, je le rappelle, réunit nos sociétés

scientifiques (la SEE, la SFP et la SFO) pour faire émerger des actions

communes. Renseignez-vous sur les différents projets nationaux et interna-

tionaux de nos partenaires membres du CNOP. Et bien sûr, ne manquez

pas la remise des Photons de la Vitrine de l’Innovation, concours organisé

par Photoniques en partenariat avec GL Events, l'AFOP, et la SFO.

Philippe AUBOURG • [email protected]

Devenez membre de la

Vous bénéficierez de ses nombreux services :

Contactez-nous : Joëlle Bourges - 33 (0)1 64 53 31 82 [email protected]

• revue Photoniques• tarifs préférentiels pour certaines conférences• site Internet et bourse de l'emploi• aide pour l'organisation de conférence• adhésion à la European Optical Society• annuaire• réseau de professionnels et clubs• informations actualisées

L’AGENDALa SFO organise, parraine et publie les conférences qui vous intéressent www.sfoptique.org

Conférences parrainées :

• 9e Journées des Phénomènes Ultrarapides (JPU 2011)17-20 octobre 2011 • INSA de Rouen / Saint-Étienne-du-RouvraySite de la conférence : http://www.coria.fr/spip.php?article658

• 9e colloque sur l’Enseignement des Technologies et des Sciences de l’Information et des Systèmes (CETSIS 2011)

23-26 octobre 2011 • Trois-Rivières – Québec / CanadaSite de la conférence : https://oraprdnt.uqtr.uquebec.ca/pls/public/gscw030?owa_no_site=1756

• 1er worshop du GDR Information Quantique, Fondements & Applications (IQFA)

23-25 novembre 2011 • Institut Henri Poincaré / ParisSite de la conférence : http://gdriqfa.unice.fr/spip.php?article509

Actualité des clubs SFO :

• 6e journée d’étude du club SEE/SFO Systèmes Optroniques d’Observation et de Surveillance (SOOS) « Quelques défis en métrologie pour l’optronique »

4 octobre 2011 • OPTO/PRI Porte de Versailles / ParisSite de la conférence : http://web2.see.asso.fr/node/1104

• 12e colloque international sur les Mesures et Techniques Optiques pour l’Industrie (CMOI 2011)

21-25 novembre 2011 • LilleSite de la conférence : http://www.club-cmoi.fr/

• 14e congrès français de Visualisation et de Traitementd’Images en Mécanique des Fluides (FLUVISU 14)

21-25 novembre 2011 • Lille (conjointement avec CMOI 2011)Site de la conférence : http://fluvisu.univ-fcomte.fr/

Vers une mutualisation des expériences pédagogiques

Deux temps forts ont marqué les rencon-tres pédagogiques : la présentation deposters et expériences bien placés sur un lieu de grand passage et une tableronde autour du thème « Comment sus-citer l’intérêt des jeunes pour l’optique ? Quel enseignement de l’optique pourdemain ? ». Tous les congressistes se sont à un mo -ment arrêtés et ont pu admirer la fon-taine laser, une expérience simple illus-trant le principe de la télévision couleur,de superbes hologrammes réalisés pardes étudiants, des expériences laser ouune transmission d’image et de son parfibre optique. Ces expériences spectacu-laires et ludiques interpellent le public.Quelques posters sur des travaux pra-tiques issus de la recherche ou présentantdes outils pour améliorer l’insertion pro-fessionnelle complétaient ces démons-trations.La table ronde a réuni environ 60 partici-pants autour d’intervenants universi-taires : Catherine Schwob de l’UPMC,Thierry Chartier de l’ENSSAT, AlexandreEscarguel de l’université de Provence etFrédéric Louradour de la faculté dessciences et techniques de Limoges. Ils ontprésenté leurs expériences de communi-cation pédagogique auprès du grandpublic à l’aide d’outils variés : mallettes,

ateliers, conférences, bus pédagogique.Avec eux, Marie-France Bacchialoni etPascal Loos, inspecteurs pédagogiquesrégionaux de l’académie d’Aix-Marseille,ont apporté un éclairage sur les nouveauxprogrammes et les choix pédagogiquesqui y ont conduit. Les intitulés discipli-naires comme « optique » ont laissé laplace à de grands thèmes transversauxcomme couleur-lumière-vision, univers,énergie, s’appuyant sur la démarche d’investigation. Dans les enseignements technologiques, l’entrée se fait par les « systèmes ». Différents programmes misen place par le rectorat permettent devaloriser les sciences : PAS (projet adosséà un laboratoire ou un chercheur), ASTEP(accompagnement en sciences et techno-logie à l’école primaire).Le public a largement contribué au débaten apportant sa propre expérience et parde nombreuses questions.

On retiendra les interrogations et remar -ques suivantes :Comment évaluer l’impact de toutes lesmanifestations à destination des sco-laires ou du grand public sur le goût desjeunes pour la science ? L’exercice est difficile. On peut noter une demande plus grande d’interventions de la part des enseignants, d’où l’importance de les toucher aussi.Beaucoup de jeunes pensent que lascience n’est pas pour eux, les étudessécurisantes sont aujourd’hui les étudesprofessionnalisantes.Les Français à 80 % ont confiance dans lascience mais pas dans les chercheurs, ledésintérêt des jeunes n’est pas pour lascience mais pour les métiers de lascience : les études sont difficiles et moinsludiques que les expériences de la rue etmènent à des métiers mal rémunérés.Quel prestige redonner à nos métiers ? Les astronomes font rêver, pourquoi pasles chercheurs en optique !Intérêt du « à quoi cela sert-il ? » Quelimpact sur la société ?Comment construire le savoir : entréeacadémique largement pratiquée àl’université ou/et par des enseignementsd’exploration basés sur les méthodes et pratiques scientifiques prônés par leministère. Quel équilibre ?

Suite à ces échanges variés et fructueux,auxquels nos collègues du rectorat ontapporté une dimension nouvelle, unsouhait concret est ressorti : mettre encommun toutes les initiatives pédago-giques fleurissant partout en France,faire profiter la communauté de toutesces expériences individuelles. À cette fin,

4 Société française d’optique


Retour sur Optique Marseille

Début juillet a eu lieu à Marseille le colloque Optique Marseille qui a rassemblé les Journées nationales d’optique guidée (JNOG), lesJournées nationales des cristaux pour l’optique (JNCO), le Colloquesur les lasers et l’optique quantique (COLOQ) et les Horizons de l’optique. Une session pédagogique et une session industrielle complétaient ce programme déjà copieux.

Marie HOUSSIN Université de [email protected]

Richard MONCORGÉ [email protected]

La présentation d’expériences pédagogiquesa été l’un des deux temps forts des rencontrespédagogiques.

Inst

itut F

resn

el

Les sessions de posters communes aux quatrecolloques ont permis des échanges fructueuxentre les chercheurs et industriels des diffé-rents domaines de l’optique photonique.

Inst

itut F

resn

el

la commission « Enseignement » de la SFOpropose d’ouvrir au sein de sa base dedonnées pédagogiques, disponible vial’adresse http://hal-sfo.ccsd.cnrs.fr/, unenouvelle collection dédiée à ce type d’expériences. Cette collection, intitulée « Promotion et valorisation de l’opti -que », sera très prochainement accessi-ble pour permettre à chacun de faireconnaître et partager tout type d’actionsfavorisant le développement de notrediscipline et sa diffusion auprès d’unlarge public.

JNCO’2011 : le bilan de deux ansd’activités du CMDO+

Les JNCO 2011, Journées nationales descristaux pour l’optique, sont organiséestous les deux ans par le réseau nationalCMDO+ (http://cmdo.cnrs.fr) créé en2000 sous l’égide de la Mission des res-sources et compétences technologiquesdu CNRS ; les JNCO sont aussi un des clubsde la SFO depuis 2010. Les JNCO 2011 ontconnu un vrai succès et ont permis defaire le bilan des activités du réseauCMDO+ sur les deux années écoulées(opérations fédératrices, journées thé-matiques, appel d’offres), d’initier denouveaux transferts de savoir-faire (éla-boration de nouveaux cristaux, caracté-risation, mise en forme, dispositifs), et de lancer de nouvelles collaborationsentre laboratoires de disciplines diffé-rentes (sciences des matériaux, optiquelaser et non linéaire, ingénierie, etc.).Grâce en outre aux sessions plénières etaux sessions de posters communes auxdifférents colloques qui composaient

Optique Marseille, ce fut de nouveaupour les participants des JNCO une véri-table occasion de rencontrer leurs col-lègues des autres secteurs de l’optique etde la photonique.Les JNCO étaient divisées en plusieurs sessions orales spécifiques : cristalloge-nèse, optique en milieux micro-nano-structurés, endommagement laser, maté-riaux luminescents, lasers à solides,optique non-linéaire. Les présentations,toutes d’excellent niveau, ont permis demontrer de véritables progrès, notam-ment :– dans la fabrication de cristaux géants(Ti :Saphir, LBO) pour les chaînes laser detrès forte puissance ; – dans la synthèse et la mise en œuvred’émetteurs lasers très efficaces se présentant sous la forme de cristauxmassifs (CaF2 :Yb), de couches épaisses(CALGO :Yb) ou de fibres de gros diamè-tres (YAG :Nd, YAG :Yb) ;– dans la synthèse et la mise en œuvre de plusieurs cristaux non linéaires (PPLN, PPKTP, OP-GaAs, CSP, etc.) pourdes applications diverses et souvent très originales : génération de rayonne-ments cohérents multi-couleurs pour lavidéo-projection ou l’information quan-tique, génération à des longueurs d’ondeextrêmes dans l’ultra-violet et l’infra-rouge, amélioration du contraste desimpulsions laser ultracourtes par la tech-nique XPW, verrouillage de modes parmiroir non linéaire, démonstration decorrélations quantiques de triplets dephotons, ou imagerie quantique paramplification paramétrique.

Société française d’optique 5


abc cro

ss med

ia

Demandez votre catalogue 2011

Qioptiq Photonics [email protected]: +33 (0) 472 52 04 20Fax: +33 (0) 472 53 92 96www.qioptiq.fr

Interféromètre Shear Plate

Pour la détermination rapide de la collimation laser et du rayon de courbure

Venez nous rencontrer au salon OPTO-PRI du 4 au 6 octobre 2011 à Paris – Porte de Versailles. Stand H50

Le système de cage Microbench

Bénéfi ciez d’un savoir faire de plus de 50 anspour vos bancs optiques

ation ti

ation

La table ronde des rencontres pédagogiques a offert un temps d’échange entre les enseignantset les responsables du rectorat.

Inst

itut F

resn

el

6 L’OPTIQUE EN FRANCE


Le baromètre économique mis en place par l’AFOP permet de fairele point chaque trimestre de l’évolution de l’activité des entreprises

de la filière optique photonique française. Cette enquête est ano-nyme, courte et facile à renseigner : elle est réalisée chaque premièrequinzaine de trimestre.Le formulaire, ainsi que les résultats, sont accessibles en ligne via le sitede l’AFOP www.afoptique.org

L’AFOP, un réseau de près de 75 entreprises

Depuis plus de 115 ans, l’AFOP rassembleles entreprises de l’optique photoniquefrançaise et, à ce jour, 73 entreprises sontadhérentes du syndicat. Ceci représenteun milliard d’euros de chiffres d’affaireset plus de 6000 emplois. Parmi ses mis-sions, l’AFOP représente les industriels dela filière au niveau national et défendleurs intérêts auprès des pouvoirs publics.À côté de ce travail de lobbying, l’AFOPassure aussi la promotion de la filière etl’animation du réseau et offre un certainnombre de services à ses adhérents : ani-mations et rencontres, présence collectivesur des salons professionnels, appels d’offres et veille technologique et régle-mentaire...

L’union fait la force

Réunir les industriels pour peser dans lepaysage économique est la première rai-son d’être d’un syndicat professionnel,comme le souligne Michel Mariton, sonprésident : « La filière optique photo-nique française est riche de promesses,avec une recherche académique de rangmondial, un petit nombre de grandsgroupes, quelques entreprises de tailleintermédiaire, beaucoup de PME et unnombre croissant de start-up. La santé denos sociétés dépend aussi de la vigueur du

tissu industriel national. Nous pouvonsêtre selon les cas, clients, fournisseurs,partenaires ou même concurrents, maisnous sommes toujours acteurs d’unmême tissu industriel, dont la vitalité et lacapacité à innover nous alimentent tous.L’AFOP, syndicat national de la profes-sion, agit pour transformer le potentielde la filière en activités économiques.Adhérer à l’AFOP c’est donc avant toutrejoindre des confrères, dirigeants d’en-treprise ou responsables d’activités, pourpartager des services, échanger desbonnes pratiques et développer sonréseau de contacts. C’est exister collecti-vement pour que chacun devienne plusfort. »

Un accès à l’information et à de nombreux services

Adhérer à l’AFOP permet de bénéficierdes relations interprofessionnelles avecles acteurs de la profession, participeraux rencontres Recherche-Industrie, as -sister à des conférences thématiques surles sujets économiques, participer auxévénements de la vie du syndicat et accé-der aux annuaires des entreprises et laboratoires de la profession. Mais l’adhé-sion à l’AFOP permet aussi de bénéficierde moyens visant à développer votresociété : données statistiques et ten-dances économiques des entreprises de

la profession, bulletins de veille écono-mique sur les marchés publics et de veilletechnologique international, services etconseils des experts de la Fédération desIndus tries de la Mécanique (FIM), sallesde réunion gratuites en plein cœur deParis, pavillons collectifs sur les salons enFrance et à l’international.

Renforcer son action

Participer à un syndicat professionnelconduit à devenir un acteur du position-nement de votre profession. En béné- ficiant de relais pour agir en France et à l’international auprès des instancesreprésentant la profession, vous pouvezplus facilement faire entendre votre voixet normaliser vos procédés et technolo-gies auprès de l’ISO. Vous pouvez égale-ment accéder au régime GSC, assurancede l’entrepreneur. Enfin, participer àl’AFOP peut aussi aider à promouvoirvotre entreprise auprès de la profession :à travers le site de l’AFOP avec une pré-sentation de votre société, de vos pro-duits, et un relais de vos communiqués de presse… Mais également à traverstoutes les actions de promotion de l’AFOPen France et à l’international lors des événements de la profession.

Derniers résultats du baromètre économique de l’optique photonique

Vous êtes une entreprise française du secteur de l’optique photo-nique ? Vous souhaitez mieux connaître les activités de l’AFOP, le syndicat professionnel de la filière ? Venez rencontrer ses élus et son équipe, le mardi 11 octobre qui vous présenteront les donnéesclés de la filière et les services de l’AFOP.

Invitation : Venez rencontrer l’AFOP !

0 %

10 %

20 %

30 %

40 %

50 %

60 %

70 %

Hausse > 10 % inclus

Hausse de 0 à 10 %

stabilité Diminution de 0 à 10 %

Diminution > 10 % inclus

Évolution des prises de commande entre le 2e trimestre 2010 et le 2e trimestre 2011

65%

17%13%

4%

Venez rencontrer l’AFOP !

Sur le stand du syndicat L42 sur le salonOPTO du 4 au 6 octobre 2011 au Parc desExpositions de la Porte de Versailles à Paris,le mardi 11 octobre 2011, de 10h à 12h dansles locaux de l’AFOP au 185, rue de Bercy à Paris, en présence de Michel Mariton,Président de l’AFOP, et de son équipe.

Inscription par mail : [email protected] téléphone : 01 43 46 27 53.

L’OPTIQUE EN FRANCE 7


L’AGENDA8e exposition OVC

Du 2 au 5 novembre 2011 • Wuhan http://www.ovcexpo.com.cn/page/eng/?44.htmlContact :

[email protected]@gmail.com

PHOTONICS WESTDu 21 au 26 janvier 2012 • San FranciscoUne action collective destinée aux entreprisesadhérentes au pôle Route des Lasers est encours de montage, en vue de participer à cetévénement sur le pavillon France organisépar Ubifrance.Si vous voulez vous joindre à cette opération :[email protected]://spie.org/x2584.xml

Après une phase d’analyse du déve-loppement de la Vallée Optique de

Wuhan, les entreprises du pôle de com-pétitivité Route des Lasers prennent letrain de la croissance chinoise.Consécutivement au protocole d’accordsigné le 17 juillet 2010 par le Pôle et leLaboratoire National d’Optoélectroniquede Wuhan (WNLO), Amplitude Systèmesa installé une première brique technolo-gique à Wuhan le 15 juin 2011, afin delancer un programme commun de déve-loppement des procédés laser de micro-usinage « made for China ». Une équipechinoise de doctorants et de professeursdu WNLO mène les travaux en collabora-tion avec la société aquitaine. Par ailleurs, une batterie d’expériences etde tests est en cours, pour démontrer lacompétitivité de l’offre aquitaine sur lemarché chinois du micro-usinage. Dans le sillage de la société Edit Laser, cer-tains acteurs majeurs du Pôle seront bien-tôt implantés sur le sol de l’empire dumilieu.La prochaine échéance notable sera la 8e édition du salon Optics Valley of China

de Wuhan en novembre, avec la partici-pation des principaux industriels de l’optique et de la photonique en Chine.Ce salon est en passe de devenir une réfé-rence après « Laser World of PhotonicsShanghai ». Ce sont désormais les acteurschinois du photovoltaïque, des PCB, LCD,LED, SIG, des applications médicales, dumilitaire, des fibres optiques..., ainsi queles Indiens, Allemands, Italiens, Russes ou encore Américains, qui se tournentvers cet événement au cœur de la ValléeOptique de Chine.Sur un pavillon français de 108 m² auxcouleurs de Bordeaux Route des Lasers et de Pythagore, les sociétés AmplitudeSystèmes, Amplitude Technologies EoliteSystems, IVEA, et Quantel, représente-ront les intérêts français, en s’appuyantsur le réseau créé localement par le repré-sentant du bureau en Chine. Souhaitons-leur bonne chance pour cette deuxièmeparticipation à OVC !

Une campagne de mesures a été réa- lisée au musée d’Aquitaine à l’aide

d’une technique d’imagerie inédite baséesur l’utilisation des ondes térahertz, per-mettant de voir à l’intérieur des objetssans les ouvrir. On peut ainsi analyser lesobjets du patrimoine, comme les antiqui-tés fragiles aux contenus inviolés, et enpercer les mystères.Jean-Pascal Caumes, ingénieur du CentreTechnologique Optique et Lasers ALPhA -NOV, et Emmanuel Abraham, physiciendu Laboratoire Ondes et Matière d’Aqui -taine (LOMA, Unité mixte de rechercheCNRS - Bordeaux 1), se sont intéressés à certaines antiquités égyptiennes, quiont ainsi pu livrer une partie de leurs mystères, notamment des céramiques en terre cuite jamais ouvertes, ainsi que la main d’une momie de plus de 3000 ans.

Cette technique présente l’avantaged’être non-invasive, non-destructive etmobile, contrairement aux techniques utilisant les rayons X, généralement utili-sées pour regarder à travers les matériaux.

La Route des Lasers sur les rives du Yangzé

Les ondes térahertz percent les secrets des antiquités du musée d’Aquitaine

Contact : [email protected]@2adi.aquitaine.fr

Contact : Emmanuel ABRAHAM – [email protected]

Jean-Pascal CAUMES - ALPhANOV [email protected]

Suite à la signature le 14 mars 2011 d’uneconvention tripartite entre l'État, la

Région Aquitaine et le CEA pour la recon-figuration de l'équipement scientifiquePETAL (PETawatt Aquitaine Laser) au pro-fit d’un couplage du laser petawatt avec l’installation Laser MégaJoule (LMJ), la cérémonie d’intégration s’est tenue le Lundi 12 septembre, en présence de PatrickStefanini, Préfet de la Gironde et de la ré -gion Aquitaine, Alain Rousset, Président duconseil régional d’Aquitaine et de BernardBigot, Administrateur général du CEA.Ce couplage doit favoriser les recherchesdans le domaine de la production d’énergie(programme européen HIPER), ainsi que denombreux autres thèmes résultant de laphysique des hautes densités d’énergie,comme l’astrophysique de laboratoire, laplanétologie, la géophysique, la connais-sance de la matière dans les conditions depression et de température extrêmes, laproduction et l’accélération de particulestrès énergétiques, la radiographie X ultra-brève, la protonographie, la physiquenucléaire et atomique...

PETAL intégré au LMJ

Le Pôle a déménagé

Nouvelle adresse postale :ALPhA Route des Lasers6, allée du Doyen Georges Brus33600 PESSAC(Téléphone et fax inchangés)

© A

LPHA

NOV/

LOM

A



Capey Optronique, intégrateur de solu-tions optiques présentera sa gamme de produits de raccordement optiquecomme des armoires ou baies. (N°L56)

Ideoptics présentera sa tête scannerhaute cadence Multi-Dot-ScanTM (Vitrinede l’Innovation) qui offre des gains envitesse (� 5) et précision par rapport auxtêtes galvanométriques pour les procédéslaser à grande vitesse, nécessitant le mar-quage, la gravure ou la perforation d’unetrame matricielle. (N°53)

Idil, spécialiste des lasers et de l’opto-élec-tronique, du composant au système pré-sentera ses nouvelles sources lasers et sesdernières solutions de mesures. (N° K50)

Ixfiber présentera sa nouvelle gamme defibre Double Clad Monomode et à Main -tien de Polarisation dopée Ytterbium,

Thulium, Erbium/Ytterbium et Néodyme,ainsi que des capteurs à base de réseau deBragg (FBG) et de LPG pour applicationHaute température. (N° L49)

Keopsys, spécialisé dans la conception etla fabrication de lasers et amplificateursà fibre, dans les longueurs d’onde 532 nm,1 �m, 1,5 �m et 2 �, présentera ses gam -mes de lasers ultra-compacts à forte puis-sance. Ses lasers trouvent des applica-tions, dans les systèmes LIDARs et lestélécommunications mais aussi auprèsdes instituts de recherches. (N°M49)

Kerdry, fournisseur de couches optiqueset métalliques présentera un black coa -ting, solution pour réduire les lumièresparasites. (N° L50)

Perfos, plate-forme d’étude et de recher -che de Photonics Bretagne, dévoilera lesdernières évolutions des fibres silice per-mettant la propagation de la lumière del’UV au proche IR et des fibres chalcogé-nures transparentes dans l’IR moyen. Elleprésentera aussi des tapers et capillairesde silice de dimensions intérieures etextérieures sur-mesure ainsi que ses pres-tations de conseil, veille ou expertise.(N° M55)

www.technopole-anticipa.com

L’optique bretonne en force à Opto 2011Les acteurs bretons de l’optique feront salon à Opto aux côtés de latechnopole Anticipa membre fondateur de Photonics Bretagne. Uneoccasion unique pour présenter les dernières innovations élaboréesau cœur du pôle optique lannionnais.

Laseo conçoit et fabrique des machineslaser pour applications de marquage,

gravure, microperforation et texturationde haute précision. Présent sur le salonEspace Laser qui se déroule simultané-ment à Opto, Laseo dévoilera sa nouvellemachine compacte équipée d’un laser àfibre: Laseo box. www.laseo-tech.com

Espace Laser : Laseodévoile Laseobox

IDIL étoffe sonéquipe d’ingénieurs

H ibernia Media, fournisseur de solu-tions de transport de contenus vidéo

gérés, utilise maintenant l’équipementde transport optique d’Ekinops pourtransporter des signaux vidéo en hautedéfinition non compressés pour les prin-cipaux diffuseurs et fournisseurs decontenus, ainsi que pour d’autres clients,dans son Centre d’échange de contenus(CEC) de New York. Ekinops a installé saplateforme Ekinops 360, avec des mo -dules vidéo et multiprotocoles, dans leCEC d’Hibernia. Ekinops 360 permet letransport DWDM (Multiplexage en lon-gueur d’onde dense), en fournissant denombreux canaux de grande capacité surune seule fibre optique. www.ekinops.net

Hibernia Media déploie l’équipementoptique d’Ekinops

La réunion organisée par PhotonicsBretagne / PERFOS, le 13 juillet dernier

à Trégastel, dans la continuité du work -shop européen LIFT (www.lift-project.eu),avait pour objectif de regrouper lesacteurs français du domaine des fibresoptiques spéciales pour les applicationslasers. Au programme une présentationdes activités de ces principaux acteursdepuis la R&D jusqu’aux industriels et une

analyse du marché des fibres optiquesspéciales. Etaient présents M. Benabdesselam (LPMCNice), M. Douay (Phlam Lille), P. Roy (XLim),P. Besnard, D. Bosc, T. Chartier (FOTONENSSAT), D. Trégoat, D. Méchin (PhotonicsBretagne - PERFOS), N. Traynor (Azur LightSystems), F. Salin (Eolite), L. Gasca (Draka),B. Cadier (iXFiber), D. Pureur (Quantel). www.perfos.com

Retour sur : la table rondenationale sur les Fibres Optiques Spéciales

IDIL renforce son équipe d’ingénieurs enaccueillant Romain Arnaud et Clément

Dauphin. Romain est jeune diplômé del’ENSSAT à Lannion, filière optronique. Ilsera en charge du support client pour lesproduits Ocean Optics, et du développe-ment de nouveaux produits. Clément,après un Master Systèmes Électroniqueset Opto-électroniques à l’Université deRennes I, s’occupera des développementsélectroniques et microcontrôleur desfuturs instruments et systèmes dévelop-pés chez IDIL. www.idil.fr



L imoges Métropole lancela construction d’un

bâtiment destiné à accueil-lir le pôle Elopsys. Situé surla technopole Ester deLimoges, il permettra deregrouper les principauxacteurs d’Elopsys : l’associa-tion chargée de son anima-tion, le département OSAdu laboratoire de recher cheXLIM (Ondes et SystèmesAssociés), et le centre detransfert de technologieCISTEME. Des espaces sup-plémentaires sont prévuspour accueillir une plate-forme technologique ainsique de jeunes entreprisesinnovantes.

C inq projets du domaine Photo niquelabellisés par le pôle Elopsys ont été

sélectionnés par l'Agence Nationale de la Recherche dans les appels à projets « Chaire d’Excellence », « Non Théma -tique » et « ASTRID ». Il s'agit des projetsMULTIFEMTO (Amplificateur à fibre mul-ticoeur en régime femtoseconde), IMULE(Ima gerie de Mueller Endoscopique),HENIAC (Réseaux optiques 400G/1T àhaute efficacité spectrale), PhotoSynth(peignes optiques pour un synthé tiseurd'ondes photoniques) et UVfactor (laserà gaz fibré portable et ultra-compactpour les applications de bio-défense). Lelaboratoire XLIM est soit porteur, soitpartenaire de ces cinq projets.

Réussite des projetsphotoniques à l'ANR 2011

MICRO-CONTROLE Spectra-Physics S.A.S1, rue Jules Guesde – Bâtiment BZI. du Bois de l’Épine – BP18991006 Évry CEDEX

Tél. : 01.60.91.68.68Fax : 01.60.91.68.69e-mail : [email protected]

AD-081101-FR

© 2011 Newport Corporation.

Maintenant tout est à votre portée grâce à ce dispositif à équilibrage automatique, ultra

rapide. Notre nouveau détecteur GHz Nirvana offre une bande passante 1000 fois plus

élevée ainsi qu’un nouveau couplage de fibre tout en conservant cette capacité d’équilibrage

totalement automatique tant plébiscitée par nos clients. Découvrez dès aujourd’hui le modèle

GHz Nirvana et mettez à profit sa rapidité et ses capacités d’équilibrage automatique. New

Focus. Simply Better™.

Pour plus d’informations, visitez notre site Internet

www.newport.com/nirvana5 ou appelez-nous.

Découvrez le détecteur à équilibrage automatique, ultra rapidePrésentation du nouveau détecteur GHz Nirvana™

Le catalogue général MICRO-CONTROLE est maintenantdisponible. Pour recevoir votre copie, enregistrez-vous sur

www.newport.com/resource2011

Premiers coups de pioche pour le nouveaubâtiment du pôle Elopsys

CCR

Real

tis

NOUVEL ADHÉRENT



Dans le cadre de l’animation du réseau régional des acteurs de

l’optique photonique, le pôle OptiqueRhône-Alpes organise des JournéesThématiques orientées vers des sujetsdémontrant l'implication des compé-tences de notre communauté dans denombreux domaines applicatifs : méca-nique, éclairage, plas turgie, biotechno-logie par exemple. C’est dans cet objectif que les six jour-nées organisées en 2011 ont été pro-grammées et conduites en partenariatavec les structures régionales référentespour le sujet traité (INRIA, Cluster Lu -mière, Centre Technique de la Plasturgie,ARDI Maté riaux, Lyon Bio pôle) afin derassembler, autour d’un sujet transversal,les acteurs académiques et industrielsrhônalpins de l’optique-photonique. Lieu d’échanges et d’opportunités, cesjournées permettent d’initier un débat

d’idées entre spécialistes, experts tech-niques, fabricants et utilisateurs, favori-sant l’émergence d’une communautéd’intérêt en vue d’engager une réflexionplus approfondie sur le sujet. Ces journées rassemblent en moyenneune cinquantaine de participants dontcertains, afin de poursuivre une démar -che de collaboration plus ap profondie,rejoignent ensuite le réseau du pôleOptique Rhône-Alpes, qui s'enrichit ainsirégulièrement de nouveaux adhérents.

Pour plus d’infos : www.pole-ora.com/pages/projets/Oprojets.php

Les journées thématiques du pôle ORA

Havells Sylvania (42-Saint-Étienne)

www.havells-sylvania.com

Havells Sylvania est une société de fabri-cation et vente de matériel d’éclairage(lampes et luminaires). Implantée enFrance sur 3 sites, la société possède unsiège commercial à Gennevilliers, un en -trepôt européen au Plessis Belleville etune usine à Saint-Étienne qui est spécia-lisée dans la production de luminairesindustriels et d’éclairage de bureaux.

La veille technologique

Contact : Pôle ORADavid VITALETél. : 04 77 91 57 44 [email protected]

Le pôle ORA met à la disposition de ses adhérents les compétences scien-

tifiques et techniques de ses ingénieurs en proposant un service d’expertise et de conseil technique. Notre parfaite connaissance de la filièreoptique-photonique donne une valeurajoutée à ce service performant etadapté aux demandes dont il fait l’objet.C’est ainsi qu’après avoir satisfait à 88 requêtes en 2010, le service d’exper-tise et de conseil technique du pôle ORAa déjà fait l’objet de 48 sollicitationsdepuis ce début d’année. Ces demandes,qui vont du simple besoin de mise en

relation jusqu’à l’expertise technique,sont traitées par les ingénieurs qui s’at-tachent à y répondre en intervenantaussi bien dans l’aide à la formulation dubesoin, que dans l’analyse de la faisabi-lité technique ou dans la proposition desolutions pour réaliser une fonction.Cette intervention peut aller jusqu’à l’or-ganisation de consortiums pour répon-dre aux at tentes industrielles. Ce support technique, qui s'appuie sur lesavoir-faire des adhérents du pôle ORA,aboutit à l’apport de réponses et de solu-tions en adéquation avec les besoinsindustriels.

Le service d’expertise et de conseil techniquedu pôle ORA

Marc DERRIENTél. : 04 77 91 57 [email protected]

Le pôle Optique Rhône Alpes réalisepour ses adhérents une veille techno-

logique sur l'optique et la photonique.Celle-ci s'organise suivant deux axes, unee-revue de veille générale publiée envi-ron une fois par mois, et un événementpériodique que nous avons intitulé « LesRencontres du Campus Carnot ». Lors deces rencontres, l’un des ingénieurs dupôle ORA – ou un spécialiste du domai -ne – présente une technologie pendantenviron 30 minutes, puis une discussionentre tous les participants permet d'é -changer de manière informelle sur lethème abordé. Elles se déroulent géné- ralement à Saint-Étienne dans les locauxdu pôle ORA mais peuvent s’externalisersur d'autres sites de la région, commel'École Centrale de Lyon qui a accueillil’une des ces rencontres. Initiées en sep-tembre 2010, les Rencontres du CampusCarnot ont abordé les thèmes des OLEDs,des téraHertz, des logiciels de simulationoptique, du calcul par GPU, de l'optiqueadaptative, de la sécurité oculaire pourl'utilisation des LEDs, de l'OCT et de lamesure optique 3D sans contact.

Contact : Pôle ORA

Marc DERRIENTél. : 04 77 91 57 [email protected]

David VITALETél. : 04 77 91 57 44 [email protected]



NOUVEAUX ADHÉRENTS AthéorCréée en janvier 2010, Athéor offre dessolutions de traçabilité sécurisée surverre. La société propose aux industriespharmaceutique, cosmétique, automo-bile et agroalimentaire, des réponsesaux besoins de traçabilité réglementaireet de suivi de production, ainsi que dessolutions de lutte contre la contrefaçon.

CREA PLUSCREA PLUS (Ensuès la Redonne) est unbureau d'étude de deux personnes, spé-cialisé dans la fabrication de prototypes et mécanique de précision dans les

domaines de l’électronique, l’optiqueet le biomédical, avec des compétencesen conception de systèmes, modélisa-tion 3D et mise en plan 2D.

GENES'INKGENES'INK (Meyreuil) produit, sur la based’une nanotechnologie développée parle CINAM, des cellules solaires esthé-tiques et à bas coûts, offrant un rende-ment élevé sur des grandes surfaces,ainsi que des cellules imprimées sur des supports souples, pouvant représentertoute couleur ou visuel imprimable.

Le pôle OPTITEC lance le 2e appel àlabellisation de projets pour l'année

2011, avec une expertise et labellisationdes projets programmée mi-novembre.Dès maintenant prenez contact avec nouspour profiter d'un accompagnement. Au programme : recherche de partenaires,étude de marché, analyse concurrentielleet positionnement PI, accompagnement àla levée de fonds et orientation vers les

financements pu blics optimaux pour sou-tenir le développement de votre entre-prise par l'innovation collaborative. Encinq ans, le pôle a accompagné le finan-cement de 60 projets pour un total de30M� de subventions. Toutes les infor-mations sur : www.popsud.org à la rubriqueprojets.

2e appel à labellisation de projets R&D

La Photonique et les applicationsmédicales, tel était le thème du « work -

shop » co-organisé par les Pôles OPTITECet Euro biomed, qui a réuni le 16 juin àNîmes une cinquantaine de participants -pour la moitié des représentants d’entre-prise. Les sessions scientifiques ont notammentabordé le vieillissement et la vision (lafondation I2ML, le projet LASDOP, lelaser femtoseconde et son utili sation en

La photonique au service de la thérapie

Les deux projets présentés par le PôleOPTITEC, au guichet « Fonds Unique

Inter ministériel 12 », ont été retenus. Le projet OptiPAT vise à satisfaire lesbesoins des industriels de la pharmaco-logie et de l’agroalimentaire, en matièrede maitrise et de suivi de leurs procédés(process analytical technology). Le projet

est porté par la jeune PME INDATECH,basée à Montpellier, et associe d’autresPME in novantes (ONDALYS à Montpellieret ISORG à Grenoble), des grands labora-toires de recherche (CEA-LETI à Grenoble,IUSTI à Marseille, EMA à Alès) ou encoredes utilisateurs comme SANOFI-AVENTIS.Le projet CHENE vise à développer un

moyen de lutte aérienne contre les feuxde forêt la nuit, qui correspond à lapériode d’intervention où les conditionsd’efficacité sont maximales.La société aixoise ATE porte le projet encollaboration avec la société SAVIMEX àGrasse, les laboratoires LPNC à Grenoble,l’IRBA en région parisienne et le SDIS13.

Projets R&D : 100 % de réussite au guichet FUI 12

Contact : Guillaume BONELLO [email protected]

L’AGENDAWorkshop Optique - Photonique

et ses applications agricoles et

agroalimentaires 29 septembre • MontpellierLes pôles de compétitivité Qualiméditer-ranée et Optitec en partenariat avecTransferts-LR, l’agglomération de Mont-pellier et l’association Hélio-SPIR organi-sent un workshop sur les technologiesoptiques et leurs applications agricoles etagroalimentaires.

Contact : Émilie SÉVENO-CARPENTIERTél. : 04 67 85 69 39 [email protected]

Salon OPTO 4-6 octobre • ParisPOPsud sera présent sur le Salon OPTO,avec un pavillon qui accueillera un en-semble d’adhérents, de start-up, et avecplus spécifiquement deux entreprisesadhérentes présentes : Savimex et Cilas.Par ailleurs, POPsud participera à la ren-contre des clusters européens qui se tien-dra le 4 octobre sur le salon.

Vitrine de l’innovation « Imagerie

et systèmes d’imagerie jour/nuit

pour l’observation et la sécurité » 18 octobre • ParisDans le cadre d’un groupe de travail com-mun, Comité National d’Optique-Photo-nique, Sagem Défense Sécurité et ThalesOptronique, le Pacte PME propose uneVitrine de l’innovation qui se tiendra le 18 octobre dans les locaux de Sagem Défense Sécurité. Procédure pour sou-mettre votre candidature en tant quePME : http://www.pactepme.org

Contact : Katia [email protected]

ophtalmologie), la neurologie (suivi del’effet de médicament par imagerie IRM,les lasers femtoseconde) et la dermatolo-gie (l’utilisation des lasers et des LED).POPsud a présenté une étude « Interfacesoptique & santé : marchés et opportuni-tés pour les entreprises de LR et PACA »,réalisée en collaboration avec le cabinetAlcimed. Une convention de partenariatentre les Pôles Eurobiomed et OPTITEC aété signée.

12 ACTUALITÉS Societés


Optophase est désormais distributeurde NT MDT. Spécialisée dans la microsco-pie à force atomique et basée en Russie,NT MDT produit, développe et distribuedes appareils destinés à l’enseignementet la recherche. Différents modèles pro-posent des configurations AFM combi-nées à de la microscopie Raman et/ouconfocale de haute résolution.

Le consortium EPIC compte un nou-veau membre au sein de son comité direc-teur : la société Oclaro, membre d’EPICdepuis 2004, y est désormais représentéepar Andy Carter.

Rofin-Sinar, spécialisé dans les sourceset solutions laser, s’est porté acquéreurd’installations industrielles en Finlande.L’investissement s’élève à 5,3 millions dedollars, et doit permettre dès les pro-chains mois d’accroître la production demodules laser fibre.

L’opérateur télécom Russe MobileTeleSystems (MTS) a choisi la solutionWDM d’Alcatel-Lucent pour son réseaude transport optique dans les zonesmétropolitaines. Alcatel-Lucent déploie -ra sa solution réseau WDM (basée sur lecommutateur photonique de services PSS 1830) à Moscou, Saint-Pétersbourg,Krasnodar, Rostov et Oufa.

HTDS représente désormais la sociétéSéoul Semiconductor en France. Le spé-cialiste de la LED Seoul Semiconductorpropose des produits tels que les LEDCMS, LED Vis/Uv, Power LED, ou encoreLED Acriche ecolight.

Nanolane, qui commercialise des lamesde microscope pour la caractérisation denanostructures sous microscope optiqueclassique, a ouvert via un partenariat avecEolane, un centre de démonstration enChine, près de Shangai.

Novalase devient Nexeya Systemssuite à son intégration au groupe Nexeya– l’ensemble du personnel Novalase ayanttrouvé sa place dans la nouvelle organisa-tion.

Laser Components vient de lancer sonnouveau site web :http://www.lasercomponents.com/fr/« Les visiteurs accéderont à l’informationdésirée avec significativement moins declics », commente la société. L’activité defabricant de Laser Components y est trèsprésente avec des sections dédiées.

Opton Laser International est le nou-veau représentant de Teem Photonicsspécialisé dans les micro-lasers Q-switch,sub-nanosecondes et ultracompacts : ceslasers sont destinés aux marchés indus-triels de gravure, marquage, microdissec-tion, fluorescence, LIBS et LIDAR.

Hexagon Metrology et EADS confir-ment la reconduction d’un contrat cadrejusque fin 2014 sur tous les produits ducatalogue métrologie de Leica Geo -systems, utilisés dans les procédures deconstruction/vérification et certificationdes outils de production ou de pièces, etpermettant un assemblage assisté par lamétrologie.

Photoniques n°54, page 11Une erreur s’est malencontreusement produitelors de la mise en page : les visuels respectifs dessociétés Capey Optronique et Ideoptics ont étéinversés. L’appartenance correcte des visuels estreprécisée ci-dessous.

Créée en 1981, Capey Optronique est distri-buteur de composants pour les réseaux optiqueset les applications optroniques, et propose sonexpertise aux acteurs de l’industrie comme de larecherche. Capey Optronique propose des solu-tions notamment autour des gammes de pro-duits de Sefram, Diamond et Sloan.

Créée en novembre 2010, IDEOPTICS est unestart-up spécialisée dans l’instrumentation op-tique et laser. IDEOPTICS propose des solutionsbasées sur l'étude et la conception de disposi-tifs nécessitant une expertise en conception op-tique et mécanique, en ingénierie laser, enmatériaux, en électronique et en logiciel embar-qué temps réel.

ERRATUM

Forte croissance des installationsphotovoltaïques en 2010Le consortium industriel européen EPIC apublié un rapport sur l’industrie photo-voltaïque : production, déploiement etinvestissements en R&D. Selon ce rapportles ventes ont atteint au niveau mondial82 000 M$ en 2010, pour une capacitéproduction électrique de 17,8 gigawatt :les installations de panneaux photovol-taïques seraient en hausse de 137 % parrapport à 2009.En Europe, toutes sources d’énergieconfondues, 57,6 gigawatt de capacité deproduction ont été installés en 2010. Lephotovoltaïque, avec 14,7 gigawatt decapacité de production installée en 2010,devance toutes les autres sources d’éner-gie renouvelable – et notamment l’éolien.

© A

irbus

Prix Lu-Vu-Entendu ACTUALITÉs 13


La DGCIS (Direction générale de la compétitivité, de l'industrie et des ser-

vices) a publié son Bilan 2010 / Objectifs2011. Ce rapport se fait l’écho des Étatsgénéraux de l’industrie (EGI), qui se sonttenus de novembre 2009 à février 2010, etont notamment mis en cause des dépen -ses de R&D insuffisantes comparées àcelles d’autres grands pays industriels : « Elles sont le fait d’une spécialisation del’industrie française, trop peu orientéevers les secteurs à haut contenu technolo-gique ». Également pointés du doigt : undéficit de structuration des filières indus-trielles, un manque de partenariat et untissu d’entreprises trop épars.

L’année 2010 a vu la mise en œuvre duprogramme « investissements d’avenir »,avec les 35 Mds€ dits du « Grand Em -prunt » : « l’année 2011 verra les premièreslabellisations de structures ou projetssélectionnés dans le cadre des Investisse-ments d’avenir », selon la DGCIS. Concer-nant les pôles de compétitivité, après unpremier appel à projets de 300 M€ pouraccom pagner la structuration de filières,un deuxième appel à projets de 200 M€visant à financer des plateformes mutua-lisées d’innovation au sein des pôles decompétitivité sera lancé en 2011.http://www.industrie.gouv.fr/dgcis/bilan-objectifs.php

DGCIS : bilan 2010, objectifs 2011

CARNETLe Comité Richelieu a nommé Denis

Bachelot au poste de Délégué Géné -ral. Denis Bachelot aura pour missionde faire entendre auprès des pouvoirspublics et des grands comp tes lespréoccupations des PME représentéespar le Comité.

Jean-Michel Trouïs a été élu prési-dent du Syndicat de l’éclairage :Directeur général de la société ErcoLumières, il a fait pratiquement toutesa carrière dans le domaine de l’éclai-rage et est actif au sein du Syndicatdepuis de nombreuses années.

Newport Corporation publie l’édition2011/2012 de son catalogue de pro-

duits pour la recherche photonique : « Newport Resource » contient, outre lesprésentations de nouveaux produits, 202 pages de notes techniques et d’ap pli-

cations, ainsi que des informations deréférence. Pour commander en ligne : www.newport.com/NewportResource

Depuis six ans, le CNRS organise une expositionscientifique grand public dans les Jardins du

Trocadéro. Labellisé « Année internationale de lachimie », « Entrée en matière » se tiendra cetteannée du 19 au 30 octobre. Dédiée à la matière soustoutes ses formes, états et échelles, l’événementproposera animations, démonstrations et confé-rences. Programme détaillé sur le site du CNRS : http://www.cnrs.fr/entree-matiere.fr

« Entrée en matière » du 19 au 30 octobre

[email protected]él. : 03 81 85 31 80

« Newport Resource »nouvelle édition

14 ACTUALITÉS R&D


En utilisant les données du télescopeVISTA dédié aux sondages dans l’infra-

rouge à l’Observatoire de Paranal del’ESO, une équipe internationale d’astro-nomes a découvert 96 nouveaux amasd’étoiles ouverts, cachés par la poussière,dans la Voie Lactée. Ces objets minusculeset peu lumineux étaient invisibles dans les précédents sondages, mais ils n’ont pas échappé aux détecteurs infrarougetrès sensibles du plus grand télescope de

sondage au monde. Ce résultat est publiédans le journal Astronomy & Astrophysics :www.aanda.org (DOI: 10.1051/0004-6361/201116662).

VISTA découvre 96 amas d’étoiles

En 25 années d’existence, le Laser Zentrum de Hannovre (LZH) a joué un

rôle crucial pour l’introduction de la re -cherche sur le laser en basse Saxe, et sa production commerciale : près de 4000col laborateurs d’entreprises de la région y ont ainsi suivi des formations. Le LZHcompte aujourd’hui 18 spin-off totalisant500 employés, et est impliqué dans 8 cen-tres de recherche collaborative, dont lesclusters d’excellence Quest et Rebirth.Parmi ses nombreux projets, le LZH déve-loppe notamment un laser qui sera utilisédans le cadre de la mission Exomars de re -cherche de vie sur la planète Mars prévue

pour 2018. Le LZH axe ses recherches surdes secteurs porteurs d’enjeux, tels l’éner-gie, la sécurité, la mobilité, les communi-cations et les sciences de la vie, avec unedémarche fondée sur la recherche fonda-mentale, suivie du développement d’ap-plications scientifiques, et du transfert de compétences vers l’industrie.

BRÈVES

L’université Lomonosov de Moscouet le Laser Zentrum Hannover on con -clu un partenariat pour l’ouvertured’un institut conjoint – le ResearchInstitute for Surface and Nano-Techno logies. Les premiers travaux derecher che communs porteront sur lestechnologies optiques faisant appelaux couches minces.

Des physiciens du Laboratoire Ma -tériaux et Phénomènes Quantique(CNRS / Univ. Paris 7), du SYRTE (Obs. deParis/CNRS/UPMC/LNE) et de l’univer- sité de Leeds ont obtenu et caractérisédes impulsions de rayonnement tera-hertz ultracourtes générées par unlaser à semiconducteur, qui offrent des perspectives en spectroscopie àhaute résolution (Nature Photonics,DOI : 10.1038/nphoton.2011.49).

Les chercheurs du laboratoire XLIMde Limoges ont mis au point, en colla-boration avec l’université de Tokyo etl’institut FOM d’Amsterdam, une nou-velle génération du système d’image-rie optique multicolore basé sur laméthode CARS, qui permet désormaisd’étudier des échantillons biologiquesselon leurs différents constituants chimiques et en fonction du temps(Angew. Chem. Int. Ed., DOI : 10.1002/anie.201001560). Le transfert de tech-nologie vers la société Leukos a d’oreset déjà permis de commercialiser unnouveau type de laser blanc.

Les chercheurs de l’Institut d'élec-tronique fondamentale (CNRS/Univer -sité Paris 11) ont proposé une démons-tration expérimentale qui ouvre la voie à la réalisation de liens optiqueshautes fréquences susceptibles d’êtreintégrés avec l’électronique de com-mande. Le dispositif s’appuie sur unediode utilisant une fine région dopéeau milieu d’une diode PIN, et intégréedans un guide d’onde silicium. Cemodulateur optique a été fabriqué au CEA-LETI, dans le cadre du projetEuropéen FP7-IP-HELIOS.

En réponse aux limitations de l’abla-tion par laser femtoseconde tradition-nelle, les chercheurs de l’institut CNRSFEMTO-ST (Franche-Comté) ont étudiéune classe particulière de faisceauxdits « de Bessel» à des échelles micro-niques : ils ont montré qu’en régimeultra-bref, la propagation de ces fais-ceaux était ultrastable au cours de leurpropagation dans la matière, même àdes intensités extrêmes. Le phéno-mène permettrait l’usinage de nano-canaux longs et fins, pour des applica-tions allant des analyses rapides del’ADN, aux composants miniaturiséspour les télécommunications.

Le CEA-Leti et la PME Neolux ontsigné un partenartiat pour un projet

R&D. « D’ici 2014, nous envisageons deconcevoir et d’industrialiser en Francedes systèmes LED intégrant de l’intelli-gence embarquée », explique LudovicLabidurie, Pdg de Neolux. Il s’agiraitnotamment de transformer les LED enobjets lumineux « intelligents »…

Des physiciens du Laboratoire pourl’utilisation des lasers intenses (LULI), du Centre lasers intenses et applica-tions (CELIA), de l’Université d’Osaka(Japon) et le Fox Chase Cancer Centerde Philadelphie (États-Unis) ont obser -vé comment plusieurs faisceaux peu-vent se fondre en un seul, phénomènenuisible pour la bonne réalisation desexpériences (Nature Physics, DOI :10.1038/nphys1788).

Le LZH fête ses 25 ans

Edmund Optics® développe plus de 5 millions d’optiques

chaque année.

PLUS QU’UN CATALOGUE,

UN SAVOIR-FAIRE.

EDMUND CONÇOIT. EDMUND PRODUIT. EDMUND LIVRE.

TECHSPEC® Lentilles Asphériques

Plus d’Optiques | Plus de Technologie | Plus de Service

www.edmundoptics.com/we-make-it

FRANCE: +33 (0)8 20 20 75 55GERMANY: +49 (0)721 6273730

US: +1-856-547-3488UK: +44 (0) 1904 788600

Vous avez besoin d’un catalogue, d’un conseil ou d’une offre?

CONTACTEZ MAINTENANT NOTRE BUREAU DE VENTES!

. and NottaS 57K

EDMU

UND CONÇOIT.

EDMUND PR

RODUIT..T

EDMU

ous avez besoin d’un catalogue, Vd’un conseil ou d’une of

CONT

ous avez besoin d’un catalogue, e?frd’un conseil ou d’une offf

ACTEZ MAINTENANT NOTRTTABUREAU DE VENTES!

Plus d’Optiques | Plus de T

FRANCE: +33 (0)8 20 20 75 55

ous avez besoin d’un catalogue,

ACTEZ MAINTENANT NOTRE

echnologie | Plus de Service

EDMUND LIVRE.

de TTe

+33 (0)8 20 20 75 55 US: +1-856-547-3488

.edmundoptics.com/we-make-itwww

FRANCE: +33 (0)8 20 20 75 55:GERMANYY: +49 (0)721 6273730

.edmundoptics.com/we-make-it

+33 (0)8 20 20 75 55+49 (0)721 6273730

US: +1-856-547-3488UK: +44 (0) 1904 788600

.edmundoptics.com/we-make-it

Photoniques : Pouvez-vous nousrappeler qui était Emmett Leith ?

Jean-Pierre Huignard : Professeur à l’uni-versité du Michighan, Emmett Leith estl’inventeur de l’holographie moderne.Ses travaux ont également conduit à ladémonstration de méthodes optiquestrès originales pour le traitement designaux radars. La médaille Emmett Leithconcerne donc ces thématiques de re -cherches en relation étroite avec l’holo-graphie, la maîtrise de la phase des ondeslumineuses et le traitement optiquecohérent du signal et de l’image.

Vos travaux ont donc porté dansces domaines ?

J’ai effectivement débuté ma carrièredans le laboratoire d’optique au sein duLaboratoire central de recherches (LCR)de Thomson CSF à Corbeville, dirigé parErich Spitz, qui avait perçu le grand inté-rêt des recherches en optique cohérente.Il pensait que des applications impor-tantes allaient voir le jour en relationavec le radar, le traitement du signal, le

stockage de l’information. Mes travauxont donc porté sur ces thèmes, mais parailleurs Thomson CSF – LCR était déjà trèsactif dans d’autres domaines de la pho-tonique tels que les télécommunicationsoptiques, les cristaux liquides et d’autrescomposants de l’optoélectronique.

Vous avez donc participé à l’évolution de l’holographie vers l’holographie dynamique ?

En effet, après mes premiers travaux audébut des années 1970, qui concernaientla réalisation de nouvelles structures delentilles diffractives à multiniveaux dephase pour le proche infrarouge, je mesuis intéressé au stockage optique de l’in-formation. Il est apparu que le point cléde tous ces travaux était le matériau, quipermet d’inscrire et d’effacer rapidementles hologrammes avec de faibles puis-sances laser. L’effet photo-réfractif dansle cristal de Niobate de Lithium a donc été utilisé pour réaliser les premièresdémonstrations de principe et nous avonsidentifié, avec un peu de chance, la classedes cristaux photo-réfractifs BSO/BGOcomme des candidats possibles. Ces cris-taux étaient connus pour leurs bonnespropriétés électro-optiques et photo- conductrices, et nous avons proposé pourla première fois avec François Micheronleur utilisation en holographie dyna-mique. On peut dire que l’inscription etl’effacement d’hologrammes dans cescristaux ont marché rapidement et remar-quablement bien en laboratoire : ce futévidemment une rupture par rapport aux autres cristaux et une grande sur-prise, car les expériences donnaient detrès beaux résultats !

Cela a dû vous conforter dans vos axes de recherche !

Bien sûr, ce fut le point de départ de touteune série d’expériences et de modéli- sations sur le mécanisme de charges

d’espace, avec des applications origi-nales à l’interférométrie dynamique, à lacadence télévision, de structures qui sedéforment ou vibrent. De plus, la démons-tration de ces hologrammes dynamiquesa rencontré la thématique naissante enoptique non linéaire de la conjugaison de phase. Nous avons pu montrer que lesnon-linéarités du 3e ordre pouvaient aussiêtre source de gain, et permettre detransférer l’intensité du faisceau réfé-rence vers le signal : l’image du réseaudynamique a permis de bien comprendreles interactions et d’obtenir du gain enmélange 2 ondes ou 4 ondes. Tous ces travaux établissaient un lien avec d’au-tres domaines de l’optique non linéairemême si les mécanismes physiques àl’origine des variations d’indice étaienttrès différents.

Ils ont aussi permis de réaliser des cavités laser originales…

Oui, avec un tel gain 2 ondes, il est facilede réaliser une cavité en pompant le cris-tal avec une onde de référence. Onobtient alors une cavité en anneau oubien l’oscillation d’une onde conjuguéedans une cavité qui est insensible à touteperturbation de la phase. Les autresapplications concernent le traitement des faisceaux lasers, grâce à la réalisationde cavités constituées d’un milieu à gainclassique et d’un miroir à conjugaison dephase basé sur ces principes d’optiquenon linéaire photo-réfractive. Ces cavitésont en effet la particularité de s’auto-corriger de leurs défauts de phase et dedélivrer une onde parfaite, même si lemilieu à gain présente des aberrations.

Où en est le développement desapplications de tous ces travaux ?

À ce jour, ces concepts ont été validés auniveau d’expériences de laboratoire, etc’est plutôt l’utilisation de techniquesd’optique adaptative qui a prévalu au

16 ACTUALITÉS Interview

Entretien avec Jean-Pierre Huignard, Médaille OSA Emmett Leith 2011Propos recueillis par Michel Lequime (Institut Fresnel)

Jean-Pierre Huignard vient de se voir décerner la médaille OSA Emmett Leith 2011, pour ses travaux entraitement optique du signal. L’occasion de revenir avec lui sur sa carrière et les recherches qu’il amenées, notamment au sein du Laboratoire central de recherches de Thomson CSF et Thales TRT.


niveau des applications lasers , avec uncapteur de front d’onde et un dispositifde correction de la phase grâce à unmodulateur spatial de lumière à cristauxliquides par exemple. Les matériaux ontdans le proche infrarouge des constantesde temps d’établissement des réseauxdynamiques nettement plus longues quedans le visible : ce sont donc des conceptsélégants de manipulation des ondes qu’ilconvient de garder présents à l’esprit. Lescristaux photo-réfractifs ont égalementpermis de réaliser au laboratoire desfonctions de corrélation, en permettantle développement d’un filtre spatialdynamique adapté à la reconnaissanced’objets dans une scène générée sur desmodulateurs spatiaux de lumière. Cepen -dant, aujourd’hui la disponibilité de tech-niques numériques rapides a réduit l’in-térêt de dispositifs de nature analogique.

Comment voyez-vous l’avenir de ces sujets de recherche ?

Le traitement optique du signal vit uneévolution qui n’est pas sans rappeler celledu stockage optique de l’information oùles composants électroniques ont forte-ment repris le devant de la scène aprèsavoir été longtemps mis en retrait parl’apparition du CD-ROM, puis du DVD.Ceci dit, l’optique apporte des solutionsperformantes d’interconnexions et decommutation optoélectronique à trèshaut débit qui font l’objet de recherchesactives dans les laboratoires. Dans lesétudes menées plus récemment àTHALES TRT, on peut citer celles mettanten œuvre des milieux à gain dans lesquelson enregistre des interférences pompe-sonde dans le volume du milieu laser lui-même. Les travaux réalisés avec ArnaudBrignon ont permis de proposer et validerde nouvelles architectures de sources,comme celles utilisant deux milieux laser,le premier apportant du gain tandis quele second fonctionnait comme un miroirconjugué, l’hologramme dynamiqueétant ici un réseau de gain qui est lui aussi susceptible de générer une ondeconjuguée. Les travaux les plus récentsconcernent les principes de mise en phased’un réseau de sources et notamment delasers à fibre.

À partir d’un laser oscillateur distribué surle réseau de fibres amplificatrices muniesd’un modulateur de phase, l’objectif estd’augmenter la puissance de l’émissioncohérente pour réaliser avec ce réseauphasé de nouvelles fonctionnalités tellesque le microbalayage. On retrouve sur cethème les principes de commande d’an-tennes à balayage électronique.

Ces travaux conduisent aussi aux hyperfréquences…

En effet, un dernier thème en relationavec le traitement optique du signal, estcelui de l’opto-hyperfréquence, qui meten jeu des liaisons où la porteuse optiqueest modulée par le signal analogiquehaute fréquence, puis transmise sur fibreavant détection et conversion optique-hyperfréquence. Nous avons introduitavec Daniel Dolfi des fonctions de con -trôle optique de la phase et du retard dessignaux émis par plusieurs modules d’uneantenne radar. L’optique est bien adap-tée pour réaliser ces fonctions de retards,en espace libre ou dans des fibres, encommutant des trajets par un modula-teur spatial de polarisation ou en cher-chant à exploiter des mécanismes detype lumière lente.Ces travaux montrent une certaine diver-sité au niveau des objectifs et domainesd’applications, mais un point essentiel etcommun à tous les sujets concerne lecontrôle de la phase des ondes par desméthodes de l’optique non linéaire oupar utilisation de modulateurs spatiaux.La maîtrise des mécanismes et les avan-cées technologiques remarquables de cescomposants permettent aujourd’hui deréaliser des fonctions de traitement com-plexes sur les ondes optiques. Ces fonc-tions s’inspirent donc largement des prin-cipes utilisés dans les domaines radars et hyperfréquences, ce qui comme nousl’avons dit, était aussi l’origine des tra-vaux d’Emmett Leith sur l’holographie.Je tiens à préciser que tous ces travaux ontété réalisés avec la contribution de nom-breux collègues de Thales ou des milieuxacadémiques. Je les remercie tous pour le travail effec-tué et pour leur implication tout au longde ces années.

Interview ACTUALITÉs 17


En haut, image d’une larve de drosophile en microscopie THG non-corrigée. En bas, image du même échantillon corrigée avec l’optique adaptative.Images de E. Beaurepaire, D. Débarre etN. Olivier, Ecole Polytechnique, LOB

Venez nous rencontrer sur notre stand L37 à PRI-OPTO du 4 au 6 octobre à Paris, Porte de Versailles.

Pour plus d’informations, appelez +33 (0)1 64 86 15 60, ou visitez:

imagine-optic.com

©2011 Imagine Optic. Tous droits réservés. M PUB Photoniques 54 1107

Trois espaces de rencontres

À côté du traditionnel Forum des entre-prises, le Forum des PME permet à ces der-nières de venir elles aussi présenter leursoffres d’embauche. Parallèlement, leForum des thèses permet aux entrepriseset laboratoires de venir rencontrer lesétudiants désireux de s’orienter vers lemonde de la recherche. Mis en place en2006, ce forum répond à un véritablebesoin : un quart des élèves de l'IOGSpoursuit la formation par une thèse.

Des étudiants de tous profils

À côté des étudiants de l’Institut d’op-tique Graduate School, organisateurs duForum, des étudiants de diverses forma-tions viennent régulièrement, parfois deloin ! C’est ainsi que les recruteurs poten-tiels pourront rencontrer des élèves deBTS ou d’IUT, mais aussi de licences pro-fessionnelles, de masters et d'autresécoles d'ingénieurs comme l'ENSSAT deLannion, Centrale Marseille ou les écolesde physique.

18 ACTUALITÉS Rendez-vous

Forum de l’optique : à la rencontre des étudiants !Le 24 novembre prochain aura lieu à l’Institut d’optique Graduate School à Palaiseau le Forum de l’optiquequi, une fois par an, permet aux laboratoires et aux entreprises de faire connaître aux étudiants leurs propositions de stages, de thèses ou d’emplois.

Deux jours consacrés à l’innovationPendant les deux jours, les visiteurs pour-ront en parallèle visiter les stands ou assis-ter à l’une des deux tables rondes. La pre-mière, animée par Olivier Cateura, del’École de management de Grenoble, sera consacrée à l’efficacité et le futur du « made in Europe». La seconde s’intéres-sera aux marchés émergents des semi-conducteurs et sera animée par Anne-Marie Dutron, de SEMI Europe GrenobleOffice. Un programme de rendez-vousd’affaires sur mesure est aussi proposé,soit entre exposants et visiteurs, soitentre visiteurs.

Forte présence des technologiesphotoniques

Parmi les 150 technologies sélectionnéespar un panel d’experts, les technologiesphotoniques ou destinées à des applica-

tions photoniques sont présentes à travers plusieurs domaines d’activités.Quelques exemples parmi les plus signi-ficatifs :ISORG : capteurs d’images de grande sur-face sur électronique imprimée organique.PYXALIS : développement de capteursd’image sur mesure, intégrant de nom-breuses fonctions.GLYCOFILMS : élaboration de films mincesnano-organisés à base de co-polymères.ARNANO : archivage long terme de don-nées par lithographie minéraleWAVELENS : lentille liquide mince à focalevariable pour les appareils photo de télé-phone portable.NIKKOIA : capteurs d’images organiquesà couches minces sensibles dans le visibleet le proche infrarouge.Assemblage en 3D d’interconnexions etde composants sur des substrats en plas-tique injecté grâce à la structurationdirecte par laser.ETHERA : systèmes de mesure optique decomposés gazeux, pour la qualité de l’airintérieur et la santé.

INSIDIX : essais non destructifs haute réso-lution par TDM (Topography and Defor -mation Measurements) et technologieinfrarouge dynamique.A2 PHOTONICS SENSORS : microcapteursoptiques intégrés pour environnementsdifficiles.LAMBDA-X : contrôle de performances etde qualité par moyens optiques.SISMIX : fabrication de surfaces de siliciumpour miroirs X.LASEA : station de micro-usinage laser.EPISOL : quasi-plaquettes de silicium poly-cristallin pour le photovoltaïque.HELIODEL : LED à nanofils de GaN ouWire-LEDs.

Grenoble Innovation Fair : à la découverte des innovations européennesLes 20 et 21 octobre 2011 se tiendra à Grenoble la rencontre européenne des start-up, des laboratoireset du monde industriel qui innovent. Pour sa 3e édition, Grenoble Innovation Fair présentera 150 tech-nologies européennes sélectionnées par un comité d’experts. 1 500 personnes sont attendues de toutel’Europe pour découvrir des sources d’innovation et identifier des opportunités de collaboration.


Date : Jeudi 24 novembre 2011Lieu : Institut d’optique Graduate School

Campus de Polytechnique – PalaiseauHoraires : 9 h 30 – 17 h 30www.forum-optique.fr

Informations pratiques

Grenoble Innovation Fair

Date : 20 et 21 octobre 2011Lieu : Grenoble Alpexpo – Côté Alpes CongrèsOrganisateurs : GRAVIT (Grenoble Alpes Valorisa-tion Innovation Technologies), GRAIN (Grenoble AlpesIncubation), PETALE (Pépinière technologique alpined'entreprises).www.grenoble-innovation-fair.com

Carte d’identité

L’optique et ses domaines connexes

Les domaines représentés couvrent bienévidemment les secteurs applicatifs del’optique, mais les domaines connexescomme l’informatique ou le conseil sontaussi largement représentés.

Salons et conférences

2nd ELI Beamlines Scientific Challenges Meeting5 et 6 octobre 2011 • Prague (République Tchèque)www.amca.cz/eli

Les perspectives du mécénat pourla Recherche et l’EnseignementSupérieur en France - Colloque IFFRES 6 et 7 octobre 2011 • Paris (France)www.iffres.com/index.php/colloque

JPU 2011 Journées des Phénomènes ultrarapides17 au 20 octobre 2011 • Rouen (France)www.coria.fr/spip.php?article658

Photonex 201118 et 19 octobre 2011 • Coventry (UK)www.photonex.org

CETSIS23 au 26 octobre 2011 • Trois-Rivières(Canada)www.cetsis.org/

ICALEO 201123 au 27 octobre 2011 • Orlando (USA)www.laserinstitute.org

COMSOL 201126 au 28 octobre 2011 • Stuttgart (Allemagne)www.comsol.fr

Vision 20118 au 10 novembre 2011 • Stuttgart (Allemagne)www.messe-stuttgart.de/vision

Journées de Rencontres Recherche-Industrie CMOI 2011 21 au 25 novembre 2011 • Lille (France)www.club-cmoi.fr

1er workshop du GDR - IQFA23 au 25 novembre 2011 • Paris (France)http://gdriqfa.unice.fr/spip.php?article509

PARTENARIAT PHOTONIQUES4 au 6 octobre 2011 • Paris (France)

Opto – MESURExpoVISION Espace Laser Pariswww.mesuroptovision.comPRI-PHOTON Recherche Industriewww.pri-event.org/

PARTENARIAT PHOTONIQUESGIF11 - Grenoble Innovation Fair20 et 21 octobre 2011 • Grenoble(France)www.grenoble-innovation-fair.com

Archives des sessions passéesconsultables gratuitement sur :

www.j3ea.org

Remise du prix Jean Jerphagnon1er décembre • Paris (France)www.prixjeanjerphagnon.org

Living Imaging - LIVIM 20111er et 2 décembre 2011 • Strasbourg(France)www.livim.eu

1st EOS Topical Meeting on Micro-and Nano-Optoelectronic Systems6 au 9 décembre 2011 • Brême (Allemagne)www.myeos.org/events/bremen2011

ForumLED 20117 et 8 décembre 2011 • Lyon (France)www.forumled.com

THERMOGRAM’ 20118 et 9 décembre 2011 • Châlons-en-Champagne (France)www.institut-thermographie.net

OPTRO 20125th International Symposium onOptronics in Defence and Security8 au 10 février 2012 • Paris (France)www.optro2012.com

Formations

Thermographie du bâtiment2 au 4 novembre - 12 au 14 décembre 2011www.abcidia-formation.fr

Spectroscopie et imagerie térahertz8 au 10 novembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Sécurité laser15 au 17 novembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Déploiement de réseaux optiquesFTTH16 au 18 novembre 2011 • Paris (France)www.telecom-paristech.fr/continue

Systèmes optroniques16 au 18 novembre 2011 • Palaiseau(France)www.institutoptique.fr

PARTENARIAT PHOTONIQUESForum de l’optique24 novembre 2011 • Palaiseau(France)www.forum-optique.fr

PARTENARIAT PHOTONIQUES

MICRONORASalon des microtechniques25 au 28 septembre 2012 • Besançon (France)www.micronora.com

Acousto-optique, électro-optiqueet doublage de fréquence21 et 22 novembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Sécurité laser en milieu médical22 et 23 novembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Fibre optique : techniques de mesure et maîtrisede l’instrumentation24 et 25 novembre 2011 • St-Quentin-en-Yvelines (France)www.lne.fr

Acousto-optique, électro-optiqueet doublage de fréquence24 et 25 novembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Ultra Short and Ultra IntenseLaser Sources28 novembre au 2 décembre 2011 • Bordeaux (France)www.pyla-routedeslasers.com

Optical Metrology and High FieldsPhysics5 au 9 décembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Eclairage et photométrie12 au 14 décembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Applications des faisceaux laserset métrologie (niveau 2)13 au 15 décembre 2011 • Bordeaux(France)www.pyla-routedeslasers.com

Appel à contributions

PSDM 20121-3 avril 2012 • Tunis

1er meeting thematique de l’EOS surla Photonique pour le Développementdurable.La soumission des résumés sera ouverte du 1er novembre au 5 décem -bre 2011.www.myeos.org/events/psdm2012

Agenda ACTUALITÉS 19


Retrouvez en temps reel les toutes dernières annonces : www.photoniques.com, rubrique Agenda


20 SPÉCIAL OPTO

Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11

Les produits préalablement sélectionnés

Huit produits ou services avaient déjà été sélectionnés par le comité de rédaction de Photoniques et présentés dans le numéro 54 de notre revue :

C’est maintenant une habitude : le salon Opto, qui se tient cette année du 4 au 6 octobre au Parc des expositions de la Porte de Versailles, accueille la Vitrine de l’innovation, organisée par notrerevue en partenariat avec GL Events, organisateur du salon, l’AFOP, syndicat professionnel de l’optique photonique et la Société française d’optique. L’édition 2011 rassemble 10 produits ou services innovants, développés par des laboratoires ou entreprises françaises. Un vote associant les membres du comité de rédaction de Photoniques et les exposants et visiteurs du salon Opto permettra de décerner les Photons d’or, d’argent et de bronze.

Deux nouveaux produits sélectionnés :

Vitrine de l’innovation 2011

Venez voter pour décernerLes Photons 2011 !

Service de mesure optique

Micro-modulateur de lumière

Laser à fibre tri-longueur d’onde

Module de gain laser à fibre

Spectromètre miniature

Tête scanner haute cadence

Aligneur de masque Hexapode miniature

Retrouvez la description de tous ces produits sur notre site Internet

www.photoniques.com

Nanocristaux sans cadmium pour l'éclairageDans le cadre du projet « Luminosurf », le CEA-LITEN a développéet mis en œuvre une composition de semi-conducteur luminescentsans cadmium donnant des hauts rendements de conversion. Cesnanocristaux, synthétisés à basse température, sont constitués d'unestructure de cœur, d'une coquille de passivation recouverte deligands organiques garantissant la dispersion en solution. Leur efficacité se traduit par des quantités infimes nécessaires pour réaliser la conversion photonique du bleu au jaune et obtenir de lalumière blanche à large spectre sur des surfaces de quelque 20 cm2.

Laser supercontinuum moyen infrarougeLe système laser MIRS, développé au sein du centre technologiqueaquitain ALPhANOV, possède une très forte brillance et émet unepluralité de longueurs d'onde dans la gamme moyen infrarouge(1 à 4 μm) avec une émission gaussienne sur l'ensemble du spectre. La puissance moyenne en sortie du dispositif, répartie surl'ensemble du spectre, est de 1 W.


21SPÉCIAL OPTO

Tout au long du salon, les produits seront présentés sur le stand « Vitrine de l’innovation » (stand K10) et les visiteurs du salonseront invités à voter pour choisir les produits les plus innovants. Leur vote, allié à ceux du comité de rédaction de Photoniques

et des exposants du salon, permettra de décerner aux trois produits élus les Photons d’or, d’argent et de bronze.Nous attendons donc votre visite du 4 au 6 octobre au Parc des Expositions de la Porte de Versailles, sur le stand Vitrine de l’innovation, Hall 3, stand K10 !

Venez décerner Les Photons !

Les représentant d’ALPhANOV, d’Azur Light Systems et New Imaging Technologies,lauréats des Photons 2010.

Le Département Sécurité Laserchez Laser2000

Laser2000 annonce la mise en place d’undépartement « Sécurité Laser » au sein du

pôle photonique. Ce service est mis en placepour répondre aux exigences de la sécuritélaser chez nos clients industriels et scienti-fiques.Avec la forte évolution des normes, Laser2000et ses partenaires SPERIAN PROTECTION etLASERMET souhaitent apporter leur expertiseet leurs conseils pour tous les projets lasers oùla sécurité doit être un élément primordial.

Pour répondre à ces critères d’exigences, notreoffre s’articule autour de deux axes :

La protection individuelle :• Lunettes de protection et d’alignement laser,• Lunettes et patchs de protection pour les

applications médicales (IPL, LED, Laser).

La protection collective :• Système interlock,• Obturateur,

• Rideau et panneau de protection laser,• Cabine de protection laser,• Fenêtre et film de protection laser, • Logiciel de calculs de protection laser,• Panneau d’avertissement laser,• Barrière pour table optique.

Publ

i-réd

actio

nnel

Laser2000Karim AMEJALResponsable Sécurité LaserTél. : 01 30 80 16 96Fax : 01 30 80 00 [email protected]

Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11

Le lieu de rassemblement européen de la profession L’ensemble des pôles optiques régio-naux a prévu de participer au salonOpto, accompagnant pour la plupartdes exposants industriels. Cette pré-sence massive et l’implication des entre-prises attestent de l’intérêt que repré-sente le salon Opto pour la filièreoptique photonique française.Parallèlement, le CNOP, Comité nationald’optique photonique, qui regroupe,outre les pôles régionaux, l’AFOP et laSFO, sera lui aussi présent. Pour la pre-mière fois, il accueillera à cette occasionla rencontre annuelle des clusters euro-péens de la photonique. Ce réseau,animé par l’unité Photonique de laCommission européenne, rassemble unecinquantaine d’associations regroupant,un peu partout en Europe, les responsa-bles des principaux laboratoires etentreprises de la profession.

Venez découvrir les techniquesd’imagerie 3DRhenaphotonics Alsace proposera, surson stand J68, une animation consacréeà la numérisation et la vision 3D parméthodes optiques. Les sociétés Pixium,Holo3 et Telmat, partenaires de cetteanimation, présenteront des applica-tions originales : simulation 3D pour l’ur-banisme, l’architecture et l’éclairage,plateforme de réalité virtuelle, systèmesde numérisation du corps humain, ciné -ma 3D. L’occasion de venir découvrir lesderniers développements de ces tech-niques et leur déploiement au niveauindustriel.

OpticsValley présentera son sited’offres d’emploiLe réseau francilien OpticsValley a déve-loppé un site Internet d’offres d’emploiconsacré aux secteurs des hautes technologies. Disponible via l’adressewww.job-hightech.fr ou www.optics-valley.org, il permet, de façon totale-ment gratuite, aux industriels et labora-toires de proposer leurs offres et auxcandidats de présenter leurs compé-tences. L’ensemble des types d’emploiest couvert par ce site : CDD, CDI, maisaussi alternance, stages, doctorats etpost doctorats. Une démonstration dece site et de son mode de fonctionne-ment aura lieu sur le stand d’Optics -Valley (H57).

Des conférences coordonnéespar PRIGL Events a confié à l’association PRI(Photon Recherche Industrie) la coordi-nation des conférences liées au salonOpto. Le mardi 4 octobre aura lieu la 6e journée du club SOOS, Systèmesoptroniques pour l’observation et lasurveillance. Organisée par la SEE,Société de l’électricité, de l’électro-nique et des technologies de l’informa-tion et de la communication, elle abor-dera le thème « Quelques défis enmétrologie pour l’optronique », rejoi-gnant ainsi le thème de la mesure,traité sur le salon MesurexpoVision. Lemercredi 5 octobre sera consacré auxgrands projets en optique photonique,avec le matin une table ronde sur lespolitiques et projets photoniques enFrance et en Europe et, l’après-midi,

22 SPÉCIAL OPTO


Le grand rendez-vous annuel de l’optique photonique quereprésente le salon Opto est organisé cette année en parallèledes salons MesurexpoVision et Espace Laser, du Congrèsinternational de métrologie et des conférences organiséesnotamment par PRI et la SFP. La concomitance de ces différentsévénements devrait offrir aux visiteurs trois jours de visite etd’échange couvrant ainsi de nombreux domaines.

Rendez-vous Porte de Versaillesdu 4 au 6 octobre !

la présentation des projets CILEX etPETAL et de leurs opportunités indus-trielles. Le 6 octobre enfin, l’IFRAF,Institut francilien de recherche sur lesatomes froids, organise une journéed’échanges et d’études sur la théma-tique des atomes froids et de leursapplications en photonique.

L’innovation à l’honneurGL Events, organisateur des salons, asouhaité mettre cette année l’innova-tion à l’honneur. Dans le cadre deMesurexpoVision, un stand présentantles produits des exposants nominés auxTrophées de l’innovation sera organiséen partenariat avec la revue ContrôleEssais Mesures. Pour le salon Opto, c’est,comme chaque année, notre revue qui

organise, en partenariat avec GL Events,l’AFOP et la SFO, la Vitrine de l’innova-tion. Vous trouverez en pages 20 et 21de ce numéro et sur notre site Internet,www.photoniques.com, les produitssélectionnés par notre comité de rédac-tion et une invitation à venir voter surnotre stand K10 pour décerner lesPhotons d’or, d’argent et de bronze auxtrois produits ou services les plus inno-vants. Toutes les informations concernant lesproduits nominés aux Trophées de l’in-novation de MesurexpoVision, ceuxsélectionnés dans la Vitrine de l’innova-tion d’Opto, mais aussi les nouveauxproduits des exposants des trois salonsseront regroupés dans le « Guide de l’innovation » qui sera remis à tous lesvisiteurs du salon. �

23SPÉCIAL OPTO


Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11

OSICSPlatforme

Modulaire

Large choix de modules:

• Lasers DFBs télécom

• Lasers accordables à

cavité externe (Tunics)

• Sources Large SLED

• Atténuateurs

• Obturateurs

• Commutateurs

• Simulateur de réfl exions

Tel: [email protected]

www.yenista.com

Nouveaux modules:TLS bande C ou L+13dBm / 20mW

TLS-AG

Largeur de raie 100kHz

Idéal pour le cohérent

TLS-50

Commutation rapide

sur grille de 50GHz

MesurexpoVision Opto

Mardi 4 octobre Mercredi 5 octobre Mercredi 5 octobre Jeudi 6 octobre12h

Trophées de l’innovation

17hPrix de la Division

de Chimie-Physique

17h30 Les Photons de la

Vitrine de l’innovation

Prix « Jeune chercheur »

de l’IFRAF16h30 Prix Yves Rocard

Les remises de prix programmées

Sur Opto :2B LIGHTING TECHNOLOGIES ; AA SA ; ACAL BFI France ; AFOP ; AIRYLAB ; ALFAPHOTONICS ;ALPHA ROUTE DES LASERS ; ALPHANOV ; AMPLITUDE SYSTEMES ; ARDOP ; AZUR LIGHT SYSTEMS ; CAPEY OPTRONIQUE ; CEA ; CILAS ; CNOP ; CRYSTAL DEVICE TECHNOLOGY ; CVI LASERSAS ; EDMUND OPTICS ; EDP SCIENCES ; ELECTRONIQUES ; EOLITE SYSTEMS ; EQUIPEMENTSSCIENTIFIQUES ; EVOSENS ; EXCELITAS TECHNOLOGIES CORP ; EXCEL TECHNOLOGY France ; F2S - SFO - SEE ; FC EQUIPMENTS ; FIBERCRYST ; FISCHER CONNECTORS ; FLORALIS ; HAMAMATSU PHOTONICS ; HOLO3 ; HORIBA SCIENTIFIC ; HOUMAULT.COM ; HTDS ; IDEOPTICS ;IDIL FIBRES OPTIQUES ; IMAGINE OPTIC ; IMT MASKEN UND TEILUNGEN ; INTENSE ; INNOPTICS ;ISL ; ISORG ; ISP SYSTEM ; IXFIBER ; KALUTI SYSTEM ; KEOPSYS ; KERDRY ; KLOE ; LASER 2000 ;LASER COMPONENTS SAS ; LEISTER TECHNOLOGIES LLC ; LEUKOS ; MICRO-CONTROLE SPECTRA-PHYSICS ; NEXEYA SYSTEMES ; NKT PHOTONICS ; NOVUS MEDIA TODAY ; OPA-OPTICAD : OPHIROPTICS ; OPTICS BALZERS ; OPTICS VALLEY ; OPTIMASK ; OPTIQUE J. FICHOU ; OPTIWAVE SYSTEMS INC ; OPTON LASER INTERNATIONAL ; OPTOPHASE ; OPTOPRIM ; PERFOS (PHOTONICSBRETAGNE) ; PHASICS ; PHOTON LINES ; PHOTONIQUES ; PI ; PIXIUM ; POLE OPTIQUE RHONEALPES ; POP SUD ; PYLA - ROUTE DES LASERS ; QIOPTIQ PHOTONICS ; QIOVA ; QUADTECH ; QUANTEL ; R&D VISION ; R2B ; RHENAPHOTONICS ALSACE ; ROFIN BAASEL ; SAVIMEX ; SCHOTTFrance ; SEDI FIBRES OPTIQUES ; SEOUL SEMICONDUCTOR ; SIGNAL RECOVERY ; SILSEF ; SMARTGAS MIKROSENSORIK ; SPIRICON ; SWISSOPTIC ; SYMETRIE ; TECHNOPOLE ANTICIPA ;TECHNOPOLE BORDEAUX UNITEC ; TELMAT ; THALES ; THORLABS ; TOFICO ; TRIOPTICS ; TSA ;UPEC ELECTRONICS CORP.

Sur Espace Laser :AGICOM ; AGIE CHARMILLES ; AIR LIQUIDE FRANCE INDUSTRIE ; ARNOLD RAVENSBURG ; CEPELEC ; CLUB LASER ET PROCEDES ; COHERENT ; GRAVOTECH MARKING ; IDEO ; IMPULSION ;INDUSTRIAL LASER PARTNER ; INDUSTRIAL LASER SYSTEMS ; INSTITUT MAUPERTUIS ; IREPALASER ; KIRCHHEIM OPTIQUE ; LASEO ; LASER CHEVAL ; LINDE France ; NUFERN ; PC VISION INGENIERIE ; PRECITEC ; ROFIN BAASEL ; TROTEC LASER.

Retrouvez la liste complète des exposants des trois salons sur :www.mesurexpovision.com

Ils sont inscrits ….

24 SPÉCIAL OPTO

Afin de fournir le meilleur service possible,la société a décidé de maîtriser un maxi-mum de technologies et d’effectuer toutesles étapes du processus d’élaboration. IDILs’occupe de l’étude et de la fabrication detous les sous-ensembles (optique, méca-nique, électronique, logiciel) en interne. Ilest ainsi possible d’apporter un maximumde réactivité, et surtout de laisser librecours à l’imagination fertile de l’équipe quicomporte 13 ingénieurs et techniciens. Les systèmes réalisés depuis 16 ans sontnombreux, et on peut citer quelques exem-ples comme l’intégration de la source fi -brée du laser MégaJoule développée par le CEA/CESTA. Cette source laser comprend

de nombreux éléments,comme un laser à fibre, desamplificateurs à fibre dopéeytterbium, des éléments dediagnostics spectraux et depuissances rapides, ainsiqu’un logiciel de pilotage.Elle fournit des impulsionsoptiques de durée nanose-conde à la longueur d’onde 1053 nm, dontla forme temporelle est réglable à volonté.IDIL réalise des sources fibrées dont lesdurées d’impulsions vont des picosecondesaux microsecondes. Des appareils de mesure adaptés aux phénomènes ultrarapides ont également

IDIL FIBRES OPTIQUESRue Chappe - 22300 LANNIONTél. : 02 96 05 40 20www.idil.fr

IDIL Fibres Optiques, le spécialiste des applications scientifiques de la fibre

Publi-rédactionnel

Publi-rédactionnel


Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11

Parmi son offre en métrologie optique,Imagine Optic a créé la gamme des analy-seurs de front d’onde HASO™3. Utilisésseuls ou dans des solutions intégrées,HASO présente des avantages inégalésgrâce à de nombreuses technologies bre-vetées : mesure absolue de λ/100 RMS,dynamique de mesure jusqu’à 1500 λ RMS,indépendance entre la mesure de la phaseet celle de l’intensité. La gamme HASO per-met de travailler dans le visible, mais aussidans l’EUV et le proche IR.

En matière de correction de front d’onde,Imagine Optic propose deux technologiesuniques pour l’optique adaptative. Le miroir déformable mirao™ 52-e utilise

des actionneurs électromagnétiques afinde corriger des aberrations complexes qui dégradent la résolution des imagesacquises en microscopie. ILAO™, un nou-veau type de miroir déformable mécanique,est le composant actif d’une solution spé-cifiquement développée pour les lasers depuissance et les lasers fs.

En outre, Imagine Optic fournit les logicielsdédiés, alliant fonctionnalité et convivia-lité : HASOv3 pour l’analyse de frontd’onde, CASAO et GENAO pour la correc-tion, ainsi que les SDK qui permettent auxutilisateurs de développer leurs propreslogiciels avec les fonctionnalités de ces derniers.

Imagine Optic est le leader européen en métrologie de front d’onde et en optique adaptative pour les lasers de puissanceet pour l’imagerie en sciences du vivant. La société, basée à Orsay, est présente dans le monde à travers sa filialeaméricaine, dont les bureaux sont à Boston et à San Francisco, et sa filiale ibérique, COSINGO, dont le siège est au seinde l’ICFO à Barcelone. En 2011, Imagine Optic s’est implantée sur la plateforme d’entreprises de l’optique photoniquePythagore, à Shanghaï, afin de consolider sa présence en Asie.

Solutions en métrologie et optique adaptative

IMAGINE OPTIC Tél. : +33 (0)1 64 86 15 60imagine-optic.com

Imagine Optic propose une solution pourchacun. De plus, les utilisateurs bénéficientd’un support avant et après-vente, fournipar une équipe d’experts.

Depuis maintenant plusieurs années, la société IDIL s’estspécialisée dans l’étude, la mise au point et la fabrication desystèmes fibrés pour la science et l’industrie. Ces systèmescomportent bien évidemment de la fibre, mais surtout descomposants passifs et actifs, comme des isolateurs, switchs,photodiodes, lasers, amplificateurs, ainsi que de l’électronique et des logiciels de pilotage.

été développés. Citons dessystèmes de chronométrie,de spectroscopie d’impul-sion laser à haute résolutionou de vélocimétrie Dopplerpour des applications chocsou plasmas. Le dernier déve-loppement en cours est unspectromètre qui permettraune résolution temporelle de 2 ns simultanément sur20 canaux spectraux étalésentre 350 et 1000 nm. L’arrivée de 2 nouveaux in -génieurs en juillet va per-mettre à IDIL Fibres Optiquesd’accroître son spectre decompétences (électronique,

hyper-fréquence et spectros copie) et decontinuer à imaginer les sys tèmes scienti-fiques de demain.

25SPÉCIAL OPTO

Publi-rédactionnel

Publi-rédactionnel


Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11

Les nouveaux modules de comptage dephoton conçus et fabriqués par LaserComponents sont à peine entrés sur le mar-ché qu'ils s'y sont déjà fait un nom que cesoit en spectroscopie, microscopie de fluo-rescence confocale, Fluorescence Life timeImaging Microscopy (FLIM), détection demolécule unique, Particle Sizing (SMD),Fluorescence Correlation Spec troscopy (FCS),ou cryptographie quantique. L’efficacité quantique de 70 % dans lerouge de la bande spectrale jamais obte-nue jusqu’alors nous a incité à développerun Module de Comptage de PhotonUnique pour les Courtes Longueursd’Ondes : COUNTblue. Cette série disposed’un rendement quantique unique de 60 % dans le domaine spectral du bleu,Avec un rendement quantique de typique-ment 70 % dans les longueurs d'ondejaunes et vertes, nos modules offrent unevaleur sensiblement plus élevée que lesautres modules du marché.Le cœur de cette série COUNTblue est cons -titué d’une APD de silicium développée

spécifiquement pour cette série, optimiséepour le bleu et fonctionnant en modeGeiger. C'est l'APD présentant actuellementle plus faible bruit. Associée à son l'électro-nique optimisée dans le moindre détail, des taux de comptage de 10-250 coups parseconde (c/s) sont disponibles.

Pour des applications de mesure de fluo-rescence, la série COUNTblue permet d’amé-liorer les performances de manière signifi-cative comparée aux applications utilisantles modules de comptage de photon sim-ple d’ancienne génération.Ces modules sont disponibles avec uneconnexion FC pour fibres optiques et enversion en faisceau libre. Ils sont compati-bles « plug & play » avec les compteurs de photon standards disponibles sur lemarché.

La société : Laser Components est spé-cialisée dans le développement, la fabri-cation et la vente de composants dans lesdomaines de l’optoélectronique et du laser.

COUNT – Module de Comptage de Photon

LASER COMPONENTSTél. : 01 39 59 52 [email protected]

Avec des bureaux de vente dans quatrepays, la société fournit ses clients depuis1982. Les produits de Laser Componentssont fabriqués sur six sites distincts enAllemagne, Canada et États-Unis, la pro-duction de composants et matériels à sa propre marque a débutée dés 1986 etreprésente aujourd’hui près de la moitié du chiffre d’affaire de la société.Des relations sur le long terme avec dessociétés sur six continents représententl’engagement international de LaserCompo nents. Présent sur plus de 20 salonsprofessionnels par an en Europe, Asie etÉtats-Unis. Laser Components emploie plusde 150 collaborateurs venant de 14 nationset cultures différentes.

� Quelques exemples de réalisations de lasers sur mesure

– laser fibré impulsionnel, à forme tempo-relle variable, amplifié jusqu’à 30 J pour lagénération d’ondes de chocs ;

– système Nd:Phosphate relaxé hauteénergie (50 J) avec couplage dans une fibreoptique pour des applications en métrolo-gie à hautes températures ;

– laser fibré découpé à 1 μs et amplifiéjusqu’à 5 J, puis doublé en fréquence, pourde la spectroscopie Raman et des analysesde températures par diffusion Rayleigh ;

– OPO 1,57 μm faible divergence spécifiqueà usage militaire ;

– système Nd:YAG triple impulsion UV pourpompage de laser à colorant et mesures dediffraction de molécules en champ lointain.

Ces lasers sont utilisés pour de multiplesapplications telles que la caractérisationthermique à haute température, le pom-page OPCPA ou Ti:Sa, le LIDAR, la diffusionThomson, la LIF, la physique des plasmas,etc.

� Équipe dédiée et expérimentéeL’équipe, composée d’ingénieurs et detechniciens experts, porte une attentionspécifique au besoin client dès la mise enœuvre du projet. Elle développe ses com-pétences à partir du savoir-faire de Quantelsur les technologies des lasers standards(lasers à solides pompés par lampes et pardiodes, diodes lasers de fortes puissances,lasers à fibre, lasers à colorants, OPO) et de l’innovation technique développée surde grands programmes.

Acteur historique dans le secteur des lasers impulsionnels à solide pour les applications scientifiques depuis 1970, Quantelmet son expertise technologique au service des milieux scientifique, industriel, médical, militaire et aéronautique. Quantelréalise aussi bien des lasers standards que des systèmes sur mesure, adaptés aux besoins spécifiques de ses clients.

Lasers sur mesure

QUANTEL2 bis, avenue du PacifiqueZA de Courtaboeuf - BP 2391941 Les Ulis CedexTél. : +33 (0)1 69 29 17 00Fax : +33 (0)1 69 29 17 29 [email protected]

� Les moyens pour réussirCette activité bénéficie des opérations maîtrisées de gestion des fournisseurs,contrôles industriels, fabrications en sériedes sous-ensembles. Proche des bureauxd’études, l’équipe assure la maîtrise de laconception et de la fabrication de chaquesystème. Avant conditionnement et livrai-son, le laser est soumis aux mêmes niveauxde contrôle que les 3000 systèmes livréschaque année dans le monde par le groupe.

� ��

� ��

� �� !!!"��"��

� ��#�� $��#��

� �� %&�'��

� ��#�� (�� )��

��

��

��

*��(�� )�� +� ��,�(-�� .�"�/%0

*��(�� +�

1��(�2 ��3��4�� .� ��"�� 5��"� �0

*��(�� + ��,�(�� )��5��"��

*��(�� +6��7�� )��

.�"8�� 5��"��0

��!��!��

27Nouveaux produits SPÉCIAL OPTO

Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11


Platines de translation linéaire

Stand G50

Newport Corporation pré-sente ses nouvelles platinesde translation linéaire sérieFMS, conçues pour le con -tournage de surface, la tri-bologie, et la métrologieavec contact (stylet) et sanscontact (interférométrie enlumière blanche). Ces pla-tines en acier inoxydableoffrent notamment stabi-lité thermique et répétabi-lité bidirectionnelle et uni-directionnelle. Fiables et ro-bustes, les guidages à rou-leaux croisés anti-glissementpermettent des déplace-ments sans à-coups avec unniveau de bruit minimum.Les platines de translation linéaire FMS sont proposéesavec trois options de course :100, 200 et 300 mm.

Modules APD de 400 à 1700 nm

Stand L36

Laser Components présenteune gamme de modules APDdestinés à détecter de trèsfaibles niveaux de lumière(de l’ordre du pW) dans lagamme allant de 400 à 1700 nm. Les séries LCSA et LCIA sont équipées de photodiodes avalanche à faible bruit Si ou InGaAs,préamplifiées, avec com-pensation de la tempéra-ture intégrée. Ces modulespeuvent être utilisés dans la transmission de données,les radars laser, télémètres,ou systèmes biomédicaux.Tous les composants sont intégrés dans un petit boîtiermétallique isolé. Les dimen-sions sont de seulement 75 x56 x 26 mm, et requièrentune alimentation en tensionde seulement 12 VDC.

Lasers DPSS Q-switchés

Stand M36

BFI Optilas présente deuxnouveaux lasers DPSS Q-swit-chés de la société Bright Solutions.La série WEDGE-HF est dés-or mais disponible dans uneversion compacte (8 x 9 x 19 cm). Émettant à 1064 et532 nm, elle offre un taux derépétition qui peut atteindre100 kHz et une largeur d'im-pulsion jusqu’à 500 ps. Insen -sible aux vibrations et aux environnements sévères, lasérie WEDGE-HF permetd'accéder à des applicationscomme le micro-usinage surverre ou métaux précieux.

La nouvelle série SOL, re-froi die par air, propose à1064 nm des puissancesmoyennes de 4, 10 et 20 W

dans un boîtier de dimen-sions 233 x 105 cm. Sa puis-sance crête de 130 kW et sa qualité de faisceau (dia-mètre inférieur à 8 mm, M2inférieur à 2) la destinentaux applications industriellescomme le micro-usinage etscientifiques pour lesquellesl'encombrement est un pa-ramètre critique.

Modulateur spatial de lumière

Stand K30

Hamamatsu Photonics pré-sente son nouveau modula-teur spatial de lumière àcristaux liquides sur siliciumX10468 (LCOS-SLM).

Découvrez en avant-première quelques nouveautés qui vous seront présentés par les exposants du prochain salon Opto.

Nouveau capteur laser pour mesure de déplacementLa série M11LLi

Les nouveaux capteurs laser M11LLi pré sen-tent les nombreux avantages suivants :

– un boîtier compact dans lequel se trouvetoute l’électronique d’alimentation et de traitement du signal,

– un récepteur à CCD– une interface Ethernet,– des sorties analogiques en courant et en

tension,– son poids réduit ne dépasse pas 260g,

– une adaptation de la puissance de la diodeen fonction de la nature de la cible, claire oufoncée, mate ou brillante,

– enfin, un logiciel d’acquisition et de sauve-garde.

Ce capteur est destiné à des applications indus-trielles dans lesquelles la nature de la surfacevarie en couleur, en réflexion surface mates oubrillantes, opaques ou transparentes, et pourlesquelles la liaison PC est recommandée avecune interface Ethernet.

BULLIER Automation142, avenue Georges ClemenceauBP 916 – F92009 Nanterre CedexTél. : 01 46 95 09 09Fax : 01 46 95 08 [email protected] – www.bullier.biz

Publ

i-réd

actio

nnel

28 SPÉCIAL OPTO Nouveaux produits

Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11


Ce système compact offreune efficacité d'utilisation dela lumière de 95 %, une ef-ficacité de diffraction prochedes valeurs maximales théo-riques et une grande préci-sion de commande de lamodulation de phase. Parrapport à la précédente gé-nération, ce nouveau SLMoffre une réponse plus ra-pide et une capacité à gérerde plus hautes puissancesoptiques en raison de sonboîtier, de sa grande zoneactive et d’un traitementoptimisé des divers miroirsdiélectriques.

Lasers faible largeur de raie

Stand M27

Coherent introduit de nou-veaux modèles dans sagamme de laser OPSL (opti-cally pumped semiconductor laser) Sapphire. Disponibles à 488 et 532 nm avec despuissances allant de 20 à150 mW, ils offrent une lar-geur de raie inférieure à1,5 MHz, un faisceau limitépar la diffraction (M²<1,1),une stabilité de pointé in-férieure à 5 μrad/°C, unestabilité en puissance infé-rieure à 2 % et un bruit rmsinférieur à 0,25 % de 20 Hzà 2 MHz. Ces nouveaux la-sers Sapphire SF sont desti-nés aux applications néces-sitant une grande longueurde cohérence.

Caméra haute résolution

Stand M50

Laser 2000 introduit enFrance la dernière caméra dela société Photonfocus. La MV1-D2080 intègre un

capteur CMOS PhotonfocusA2080, offrant une résolu-tion de 2080 x 2080 pixels etune forte sensibilité dans lagamme spectrale proche in-frarouge. Sa dynamique de120 dB, sa fréquence de 55 images par seconde enpleine résolution et son rap-port signal à bruit de 300 :1alliés à une compatibilitéavec Halcon, LabVIEW etMatrox Imaging, en font unoutil de choix pour de nom-breuses applications.

Modules laser miniatures alignés

Stand L36

Les petits modules laser LC-LMD-650-12 de Laser Com-ponents sont des modèlesalignés coaxialement avecleurs boîtiers, offrant unécart angulaire maximumde ± 0,05°. Cette propriétéfacilite et accélère les délaisd'assemblage, comme parexemple dans les rideauxde lumière. Ces lasers pré-sentent également de pe-tites dimensions : ils ont unelongueur de 15,50 +/-0,05mm et un diamètre de 10,00 +/-0,05 mm. Ce type de mo-dule est disponible avec unede puissance de sortie demoins de 1 mW et moins de5 mW. La longueur d'ondeest de 650 nm, et la tensionde fonctionnement est de 3 volts continu.

Réducteur despeckle

Stand K28

Optoprim présente le ré-ducteur de speckle d’Opto-tune, basé sur un processusdynamique. La figure despeckle est déplacée à unefréquence suffisamment élevée et une amplitudetelle que le système de dé-tection intègre le specklecomme une distribution uni-forme de la lumière. Le LSR(Laser Speckle Reducer) estcomposé d'un diffuseur collésur une membrane en poly-mère qui comprend quatreactionneurs élastomères diélectriques indépendants,utilisés pour obtenir le dé-placement du diffuseur dansles deux directions x et y.

Platines de positionnementpour la microscopie

Stand N37

PI (Physik Instrumente)ajoute deux nouveaux mo-dèles à sa gamme de pla-tines piézo PInanoTM dé-diée à la microscopie hauterésolution. D’une part, lesplatines P-545 Cap sont désormais disponibles avecdes capteurs capacitifs per-mettant une métrologie di-recte. D’autre part, la nou-velle platine P-545 Trak offre des courses réduites (70 x 70 x 50 μm) et une

grande rigidité pour les ap-plications comme le suivi demolécule unique qui deman -dent un temps de réponsecourt.

Sonde pour détectiond'oxygène

Stand M36

Les sondes pour mesure detaux d'oxygène de la sérieNeoFox, vendues par ACALBFi France, sont des spec-tromètres couplés à des capteurs chimiques qui per-mettent des mesures largespectre sur des gaz dissousou bien de l'oxygène gazéi-fiée sous pression. La sondeNeoFox est un système com-plet pour la mesure de du-rée de vie de fluorescence,de phase et d'intensité et estdestinée aux applicationsdans lesquelles la sensibi-lité à la dérive et la stabilitédu système sont des pointscritiques.

LED blanche compacte

Stand L30

HTDS-Optoélectronique pré-sente la Power LED Z7 quis'ajoute à la famille des LEDhaute luminosité de SeoulSemiconductor. Ce compo-sant émettant 4 watts est

29Nouveaux produits SPÉCIAL OPTO

Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11Salo

n O

pto

• 4

au 6

oct

obre

20

11


constitué de quatre chipsblancs sur une base spécialeen céramique. La Z7 fourni440 lm à 5500° K, dans desdimensions compactes (9 x 7x 3,2 mm) et s'adresse àtoutes les applications d'éclairage intérieur et extérieur.

Contrôle de simulateurs solaires

Stands K50 et M36

Ocean Optics présente lesystème RaySphere, destinéau contrôle qualité des simu -lateurs solaires. Le Raysphereest un outil pour mesurerl’irradiance spectrale sur unegamme de longueurs d’on -des comprise entre 380 et1700 nm. Il a été développépour contrôler les flashs émispar les simulateurs solairesutilisés dans le cadre de laproduction de panneauxphotovoltaïques. La calibra-

tion radiométrique du Ray -Spehere a été validée par unlaboratoire certifié et ac-crédité, permettant ainsi àl’utilisateur de qualifier sonsimulateur solaire selon lesnormes IEC60904-9 (2007).

Spectromètresproche infrarouge

Stand K48

Opton Laser, distributeur deBWTek, présente la récenteévolution des spectromètresproche infrarouge de ce fa-bricant. Le Sol 1.7, couvrantla gamme allant de 900 à1700 nm, est désormais dotéd’un refroidissement à -10° Cet de nouveaux réseaux luipermettant d’atteindre une résolution de 0,2 nm. LeSol 2.2, quant à lui, étend sagamme spectrale et couvredésormais la bande allant de900 à 2200 nm. Sa résolutiondescend à 2,5 nm.

10,000:1 Extinction RatioDesigned for use at 45°

For more information contact www.cvimellesgriot.com/XEP

p

s

Xsquared™ High Extinction Polarizers

0

50

75

100

600

Tran

smis

sio

n (

%)

Wavelength (nm)620 640 670

25

610 630 650 660

45° P

45° S

��

Stand K42

MATIS est le nouveau logi-ciel d’acquisition et d’ana-lyse d’images développé parR&D Vision. Il intègre unebase de données structuréepar nœuds. Cette architec-ture permet d’automatiserdes traitements d’imagespar lots. Des nœuds com-plémentaires d’acquisition

Logiciel d’acquisition et d’analyse d’images

(HIRIS), de synchronisation(EG) et de contrôle de com-posants (platines de micro-scope, axes motorisés…)sont disponibles pour com-pléter la solution. Sa struc-ture modulaire permet d’of-frir des outils spécifiquescomme ombroscopie, PIV,LIF, granulométrie, analysede sprays.

Visit us OPTO 2011Stand M48

Abu Ali Al-Hasan Ibn Al-Hasan Ibn Al-Haytham naît en 965 à Bassorah, ville

portuaire située sur le Chatt-el-Arab,estuaire commun des fleuves Tigre etEuphrate, dans la province Irakienne del’empire Bouyides. Loin de la splendide et extravertie Bagdad, mégapole écono-mique, intellectuelle et artistique, quiabrite alors un million d’habitants à cinqcents kilomètres au Nord, Bassorah est uneville sous domination chiite, qui promeut lesavoir et l’enseignement. C’est dans cetteatmosphère sereine et éclairée que granditAl-Haytham, que les générations à venirsurnommeront parfois Al-Basri (en réfé-rence à sa ville natale) et plus souventAlhazen (version latine de Al-Hasan).Alhazen semble n’avoir développé un inté-rêt marqué pour les sciences que tardive-ment, s’étant d’abord orienté vers l’étudedes textes et de la pensée islamiques.Durant ses premières années, il se consacreà ce que l’on qualifierait au jourd’hui de service civil, sous la forme d’un ministèrereligieux dans la région de Bassorah. Plustard, apparemment déçu par les divergences qu’il perçoit entreles différents courants de pensée, progressivement convaincuque seules les sciences peuvent satisfaire sa quête de la vérité et étancher sa soif de comprendre, il quitte son ministère et seplonge avidement dans l’œuvre des penseurs antiques. Il trouveapparemment dans la lecture d’Aristote un terreau fertile, et sebâtit très vite une solide réputation de maître du savoir et demathématicien. Cette notoriété grandissante dépasse les fron-tières de l’empire Bouyides, et parvient aux portes de l’Égypte.

Un barrage sur le NilIl est utile de rappeler que depuis 969 la dynastie des Fatimidess’est installée dans la vallée du Nil, et y a fondé la ville du Caire,à quelques kilomètres de l’antique Fostat. La jeune cité devientla capitale du califat. En 996, le jeune Al-Hakim bi-Amr Allah, âgé d’à peine 11 ans, accède au trône. Il s’avère un despoteexcentrique et parfois cruel ; mais c’est également un mécène

éclairé, qui s’entoure de savants et notam-ment d’astrologues réputés. Il fait cons -truire un observatoire dans son palais, surplombant Le Caire, de même qu’unebibliothèque en l’an 1005, la Mai son duSavoir, qui rivalise avec la fameuse Maisonde la Sagesse fondée à Bagdad 150 ansplus tôt.Alhazen, enthousiaste et particulièrementconfiant dans la toute-puissance de l’outilmathématique qu’il découvre et manipulede plus en plus habilement, soutient quel’on pourrait régulariser les crues du Nil enutilisant un système de barrages. C’est uneinformation essentielle et une source d’es-poir pour le jeune calife Al-Hakim, car lesinondations ravagent régulièrement lesrives du Roi des fleuves. Il invite Alhazen àle rejoindre, et lui confie une équipe d’in-génieurs et de bâtisseurs. Nous sommesalors en l’an 1010. Alhazen, âgé de 45 ans,et sa petite troupe remontent lentementle cours du Nil vers le Sud, jusqu’à la pre-mière cataracte, près d’Assouan. C’est unvoyage long : d’abord, une marche forcée

sur près d’un millier de kilomètres ; puis, une fois sur place, lesrepérages et les relevés géologiques. Petit à petit, l’impossibi-lité de la tâche s’impose à leur esprit, et la ferveur du départ cèdele pas à la rude réalité du terrain : Assouan est, sans doute, lelieu propice au grand ouvrage qu’ils projettent, mais leur ingé-nierie est encore trop rudimentaire ; leur science et leur savoir-faire, pourtant considérables, sans doute alors les meilleurs aumonde, ne suffiront pas à apprivoiser le Nil…Il reste à l’annoncer à Al-Hakim. La troupe prend le chemin duretour. Ce sont des hommes lucides, pleinement conscients durisque qu’ils encourent à reconnaître une défaite qui va déce-voir le calife. Pour échapper à des représailles despotiques etprobablement meurtrières, Alhazen décide de feindre la folie.Fort heureusement, le stratagème fonctionne : Al-Hakim luilaisse la vie sauve mais, pas totalement dupe, il le fait placer enrésidence surveillée. Alhazen y reste jusqu’à la mort du califeen 1021.

30 OPTICIENS CÉLÈBRES

Abu Ali Al-Hasan Ibn Al-Hasan Ibn Al-Haytham, dit AlhazenMathématicien et astronome Arabe, symbole scientifique de l’an 1000, Alhazen est considéré comme le premierphysicien moderne et il est, avec le Grec Claude Ptolémée, l’un des pères fondateurs de l’optique. Il a notammentfait avancer le débat millénaire sur la nature de la lumière, et on lui doit le mécanisme de la vision. Surnommé Le Physicien, Alhazen a exercé une influence considérable en Europe médiévale par ses commentaires éclairés desœuvres des auteurs antiques, comme Aristote ou Euclide, et également par ses propres découvertes.

• 54 • juillet/août 2011

Principales dates

965 Naissance à Bassorah (Irak)1010 Aventure du barrage sur le Nil1015-1021 Rédaction du Kitab fil Manazir1021 Mort d’Al-Hakim et voyage

en Espagne

1039 ou 1040Mort au Caire (Égypte)

Image extraite du billet de 10 dinars irakien.

Optique et méthode scientifiqueDurant sa captivité Alhazen, jeune chercheur de 50 ans, démarreses premiers travaux en optique. Fidèle à sa technique, il com-mence par étudier les grands maîtres : Euclide, Ptolémée, Galien[131-201], sur les travaux desquels il fonde son propre savoir, mais dont il extrapole et élargit considérablement les idées et le cercle de connaissances. Mieux encore, il fonde la méthodescientifique : il base résolument ses recherches et ses nouveauxrésultats sur la preuve expérimentale plutôt que sur le raison-nement abstrait, et étaye ses théories par une démarche mathé-matique. C’est une nouvelle façon de travailler, qui révolutionnela pratique des sciences. Il l’applique, avec clarté et pour la première fois, dans son grand œuvre, le Kitab fil Manazir, traitéd’optique en sept volumes qu’il rédige de 1015 à 1021. Laméthode est convaincante, fertile. Elle inspirera Robert Grosseteste [1175-1253] et Roger Bacon[1214-1292], qui la diffuseront à leur tour au Moyen Âge enEurope.Les résultats qu’obtient Alhazen marquent un tournant pour lathéorie de la lumière. Son Kitab fil Manazir, traduit en Opticaethesaurus Alhazeni en 1270, occupe dans l’histoire des sciencesune place comparable à celle de l’Almageste de Claude Ptoléméeet servira d’ouvrage de référence à la plupart des livres d’optiquequi seront écrits pendant près de cinq siècles. Et de fait, les inno-vations sont nombreuses. Pour ses expériences il utilise, pour lapremière fois, une camera obscura ; il étudie l’effet de grossisse-ment à travers des vases de verre remplis d’eau ; il s’intéresse également à la réfraction, proposant l’idée que la lumière est un mouvement qui admet plusieurs vitesses selon le milieu depropagation (moindre dans un milieu plus dense), mais il n’en

détermine pas la loi, qu’il faudra encore six siècles à établir (parDescartes et Snell)… Ses multiples percées en font, sans conteste,le père de l’optique moderne.Sans surprise, Alhazen se mesure aussi au mystère millénaire du mécanisme de la vision. Deux écoles coexistent depuis l’anti-quité : pour Aristote et ses disciples, l’œil reçoit une forme com-plète en provenance de l’objet observé ; dans l’approche du philosophe grec Empedocles, reprise par Ptolémée et Euclide, etqui fait alors référence, l’œil voit grâce à la lumière qu’il projettelui-même sur les objets alentour. Alhazen souffle un air demodernité et propose la première explication correcte du pro-cessus de la vision, démontrant par l’expérience que la lumièreest réfléchie par l’objet vers l’œil qui en forme alors une imageinversée. Ce travail mènera plus tard Kepler au mécanisme de laformation des images. Allant plus loin, Alhazen montre, à l’aided’arguments géométriques, comment la vision binoculaire per-met d’appréhender les distances à l’objet vu, de même que lesdimensions de cet objet.Dans son Mizan al-Hikmah, Alhazen disserte enfin sur la densitéde l’air et émet l’hypothèse que l’atmosphère a une hauteurfinie. Il en déduit la lumière crépusculaire, celle que l’on perçoit par réfraction lorsque le soleil, encore invisible, est à moins de 19° sous l’horizon.

Travaux mathématiquesEn mathématicien averti, Alhazen s’intéresse à l’analyse, utili-sée par les anciens Grecs pour la résolution de problèmes géométriques, et qu’il extrapole au traitement d’équationsalgébriques. Il développe ainsi les concepts de géométrie analytique.

OPTICIENS CÉLÈBRES 31

Abonnement (6 numéros)

Tarif normal : France : 60 € TTC • UE, Suisse : 74 € TTC • Autres pays : 80 € TTCÉtudiants (à titre individuel, sur justificatif) 38 € TTC

Commande de numéros déjà parus (10 € par exemplaire)Indiquer ci-dessous le numéro de la revue commandée et, en dessous, la quantité souhaitée.

ex :

PH40 PH PH PH PH PH PH PH 3

TOTAL

Merci de compléter les informations au verso

Je joins un chèque de ................................................................. euros à l’ordre d’EDP SciencesJe règle par carte bancaire : Numéro de carte Date de fin de validité Cryptogramme visuel (Code inscrit au dos de ma carte)

Je préfère régler par chèque, à réception de facture (uniquement entreprises et institutions)

Merci de me faire parvenir une facture acquittée

Photoniques n° 48 • septembre-octobre 2010Photoniques n° 49/50 • novembre-décembre 2010Photoniques n° 51 • janvier - février 2011Photoniques n° 52 • mars-avril 2011Photoniques n° 53 • mai-juin 2011Photoniques n° 54 • juillet-août 2011

N°49/50

N°52N°53

N°54

N°48

N°51

x 10 €TTC

.........................

.........................

.........................

......................

...............................................

Bulletin d’abonnement DÉSIGNATION QUANTITÉ TOTAL

Les liens avec l’optique restent omniprésents : dans le livre V duKitab fil Manazir consacré à la catadioptrique, il pose une ques-tion (le fameux problème du billard d’Alhazen) que l’on peuténoncer ainsi : étant donné deux billes A et B placées en deuxpoints quelconques d’un billard circulaire, déterminer le pointd’impact de la bille A sur le rebord pour qu’elle heurte la bille Baprès un seul rebond. Cette question, que l’on sait traiter aujour-d’hui en résolvant une équation du quatrième degré et dont lesconnexions avec l’optique sont évidentes, semble avoir interpelléd’autres esprits depuis l’antiquité. Lui-même en propose unesolution géométrique. De Vinci et Huygens, plus tard, s’atta-queront aussi au problème.Après la mort du calife Al-Hakim en 1021, Alhazen cesse defeindre la folie et retrouve sa liberté de déplacement. À l’âge de56 ans, il peut enfin quitter l’Égypte et en profite pour entre-prendre quelques voyages, notamment en Espagne. Mais c’estun périple qui le ramène définitivement au Caire. Par la suite,Alhazen ne quitte plus les alentours de la mosquée Al-Azhar etl’université attenante, la Maison du Savoir, riche de nombreuxlivres de chimie, d’astronomie et de philosophie, en plus destextes strictement religieux. Dans cet environnement propice, ilrédige plusieurs traités de mathématiques, enseigne et poursuitses recherches scientifiques.Alhazen décède au Caire, à la fin des années 1030, au sommet de sa gloire.

HéritageBien qu’arrivé tardivement dans le monde des sciences, Alhazena produit près d’une centaine d’ouvrages, dont près de la moitié

32 OPTICIENS CÉLÈBRES

Riad [email protected]

Votre service :Direction généraleConseil. Marketing. PublicitéÉtudes. DéveloppementMéthodes. OrdonnancementRechercheContrôleProductionEntretien. SécuritéAchatsEnseignement. FormationAutre : .....................................................................

Votre fonction :Chef d’entreprise. DGDirecteurChef de serviceIngénieurChef de projetTechnicienAgent de maîtriseChercheurDirecteur de rechercheUniversitaire (enseignant, chercheur)Autre : .....................................................................

Nombre de salariés :1-910-4950-99100-199200-499500 et +

Pour que nous puissions adapter Photoniques aux besoins de ses lecteurs, merci de bien vouloir nous indiquer :

Monsieur Madame Mademoiselle

Adresse complète (précisez BP, Cedex…)............................................................................................................................................................................................................

Code postal Ville..................................................................................................Pays ...........................................................................................................

Téléphone........................................................................................................................................Fax.............................................................................................................

E-mail ............................................................................................@ ......................................................................................................

Nom ................................................................................................................................................Prénom...........................................................................

Société.............................................................................................................................................Service............................................................................

Signature

Bulletin à retourner à : Photoniques - EDP Sciences, 17 avenue du Hoggar - P.A. de Courtabœuf, B.P. 112 - 91944 Les Ulis Cedex A

nous est parvenue, notamment grâce aux traductions latines.Son œuvre, même selon les critères modernes, est extraordinai-rement éclectique et prolifique. Il a étudié et proposé des per-cées remarquables dans des domaines aussi variés que l’optique,incluant la théorie de la lumière et celle de la vision, l’astrono-mie, la médecine, les mathématiques en allant de la géométrieà la théorie des nombres. Son influence sera largement recon-nue au cours des siècles, et son apport tenu en haute estime.Il forme quelques disciples, dont certains le côtoient pendant plu-sieurs années, mais son héritage est surtout fertilisé par les géné-rations suivantes. Ainsi son œuvre est discutée par le philosopheet médecin andalou Ibn-Ruchd (Averroès) [1126-1198], repriseen détail et enrichie par le grand scientifique perse Kamal al-Dinal-Farisi [1267-1320] qui rédigera le Kitab Tanqih al-Manazir. Ses idées diffuseront ensuite en Europe grâce au De Perspectivadu moine Vitellion [1230-1280]. Roger Bacon participe à son tourau relais planétaire du savoir en fondant ses propres travauxd’optique sur le Kitab fil Manazir. �

Références[1] Alhazen, John J. O’Connor et Edmund F. Robertson. MacTutorHistory of Mathematics. Université de St Andrews.[2] L'âge d'or des sciences arabes. Ahmed Djebbar (Éditions Le Pommier, 2005).

Dossier CAHIER TECHNIQUE 33


L’utilisation d’impulsions ultra-courtes, de l’ordre de quelques dizaines de femto-secondes, a ouvert de nombreuses perspectives à la fois industrielles et scienti-fiques, en particulier pour la micro- et nanostructuration de surface, ou la modifi-cation structurale dans le volume pour les matériaux transparents.

Utilisation des lasers femtosecondes pour le marquage du verre, dans le cadre de la lutte contre la contrefaçon .................................. p. 40

L'infrarouge thermique et l'intensification de lumière ont longtemps eu le mono-pole des techniques de vision de nuit. L'imagerie active, comme alternative à cesdeux méthodes, a connu ces dernières années un développement considérable.L'imagerie active permet aussi d'améliorer la vision en conditions météorologiquesdégradées, de reconstruire en 3D la zone visualisée ou d'étudier la nature des maté-riaux qui constituent une scène.

Imagerie active: la maturité des systèmes ouvre de vastes perspectives ........................................ p. 44

Les lasers à cascade quantique ont connu ces dernières années un développementimportant, sortant des laboratoires pour devenir des produits commerciaux. Leurscaractéristiques très particulières, notamment leur compacité alliée à leurs lon-gueurs d’onde d’émission dans le moyen infrarouge, en font un outil de choix pourles applications militaires modernes.

Le secteur de la défense a longtemps constitué pour les technologies optiques le principal domaine d’appli-cations. Les moyens importants alloués à l’industrie de défense a par ailleurs longtemps favorisé des

recherches appliquées de haut niveau. Aujourd’hui, si la prédominance de ces secteurs est moins importante, lesapplications liées à la défense et de plus en plus à la sécurité sont néanmoins toujours nombreuses et donnentlieu au développement de nouvelles technologies.

Chercheurs et ingénieurs rêvent d'utiliser les ondes térahertz notamment pourles applications concernant la sécurité et la défense. Cet article présente les prin-cipes de la technologie THz et l'état de l'art des études et développements pourla sécurité et la défense, état de l'art sans doute incomplet, car nombre des tra-vaux menés sont classés confidentiels et ne sont pas publiés.

Les ondes électromagnétiques térahertz au service de la sécurité et de la défense .................... p. 34

Défense et sécurité

Lasers à cascade quantique dans les applications militaires modernes .................. p. 52

Jean

-Chr

istop

he M

orea

u / C

reat

ive C

ente

r / Sa

fran

• P.

Boul

ard

©TH

ALES

Physique des ondes THz

Le domaine THz s’étend typiquementdepuis les fréquences de l’ordre de la centaine de GHz jusqu’à quelques di -zaines de THz, c’est-à-dire qu’il englobeles longueurs d’onde de quelques di -zaines de microns à quelques millimètres (fi gure 1). Il est donc situé entre l’optique(infrarouge) et l’électronique (hyper -fréquences). L’énergie des photons THzétant très faible (quelques meV), le rayon-nement THz n’excitera dans la matièreque des résonances peu énergétiques,telles les vibrations globales des struc-tures moléculaires (figure 2), les phononsoptiques dans les solides, les porteurslibres, les paires de Cooper dans les supra-conducteurs, etc. En conséquence, ungrand nombre de matériaux, par exem-ple les diélectriques ou les semi-conduc-teurs intrinsèques, sont transparentspour les rayons THz.Les métaux présentent une conductivitépratiquement infinie, et se comportentdonc comme des métaux parfaits dontla réponse électromagnétique est dé -crite par la théorie de Drude.

Les molécules, surtout polaires, peuventprésenter des spectres d’absorptionrotovibrationnels plus ou moins com-plexes dans cette gamme fréquentielle.Citons deux exemples très importants.Tout d’abord, la molécule d’eau, quimontre des raies d’absorption intensesde plus en plus nombreuses à partir de500 GHz. Cela se traduit par une opacitéde l’air au voisinage de ces raies, à causede la vapeur d’eau (figure 3). De même,les ondes THz ne se propagent pas dansl’eau liquide et dans les milieux aqueuxou humides comme le corps humain.Typiquement, la profondeur de péné-tration d’une onde THz dans l’eau oudans un tissu biologique est l’ordre dela centaine de microns. Deuxième exem-ple, les grosses molécules organiques– aliments, explosifs (voir figure 4b),médicaments, etc. – qui exhibent unesignature spectrale caractéristique dansle domaine THz. Ces deux exemples indi-quent les directions des recherchesapplicatives me nées aujourd’hui : d’une

part, l’imagerie, basée sur le degré detransparence des matériaux ; d’autrepart, la détermination de la compositionchimique d’échantillons par analyse spec-trale. Bien sûr, on peut combiner les deuxen vue de l’imagerie hyperspectrale THz,dont nous décrirons l’intérêt plus loin.

Technologie des ondes THz

Depuis le début du XXe siècle jusqu’aux

années 1990, l’infrarouge lointain a étéremarquablement étudié, par exempleen France, à Nancy, par A. Hadni, maisau prix de travaux fastidieux liés à l’ab-sence de sources et détecteurs perfor-mants ou pratiques. Le rayonnementétait essentiellement produit par descorps noirs, comme les lampes à mercure,et les détecteurs étaient des bolomètresou des cellules de Golay, dont respecti-vement la résistance et le volume varientavec l’augmentation de températureinduite par l’absorption du rayonne-ment. La faible brillance des sources et

34 CAHIER TECHNIQUE

Les ondes électromagnétiques térahertzau service de la sécurité et de la défenseChercheurs et ingénieurs rêvent d'utiliser les ondes électromagnétiques térahertz (THz), c'est-à-dire appartenant à l'infrarouge très lointain, dans de nombreuses applications entrevues dans des domaines aussi variés que lestélécommunications à très haut débit, l'imagerie médicale, les capteurs pour l'industrie, etc., parmi lesquels lasécurité et la défense prennent une part prépondérante. Les activités de recherche et développement dans ledomaine THz ont été stimulées par l'avènement, à la fin des années 1980, de nouvelles techniques et technologies,basées principalement sur l'optoélectronique, et actuellement mettant aussi en jeu la micro- et la nanoélectronique.Cet article présente les principes de la technologie THz [1] et l'état de l'art des études et développements pour lasécurité et la défense. Cet état de l'art est sans doute incomplet, car nombre des travaux menés sont classésconfidentiels et ne sont pas publiés.


Jean-Louis COUTAZFrédéric GARET

IMEP-LAHC, UMR 5130 du CNRSUniversité de [email protected]

Micro-ondes

Figure 1. Le domaine THz au sein du spectre électromagnétique.

leur incohérence conduisaient à desenregistrements de spectre pouvantdurer une semaine ! Les lasers molécu-laires ou les tubes électroniques (carci-notron) étaient employés dans des casparticuliers. L’avènement des lasers fem-tosecondes a révolutionné cette science.En effet, le redressement optique desimpulsions lasers permet de générer desbouffées électromagnétiques dont laforme est typiquement l’enveloppe desimpulsions optiques, élargie et défor-mée par la dispersion. Typiquement, cesignal électromagnétique a une duréesub-picoseconde, donc un spectre de largeur THz, puisqu’inversement pro-portionnel à la durée des impulsions.Ainsi, le redressement optique permet

de transposer les fréquences optiquesde l’impulsion laser au domaine THz. Ceredressement est réalisé soit dans descristaux non linéaires, comme ZnTe, soitdans des semi-conducteurs, où les por-teurs photogénérés présentent unedurée de vie sub-picoseconde (par exem-ple GaAs épitaxié à basse température).La mesure de ce signal THz est effectuéepar des techniques d’échantillonnagegrâce à la périodicité du train d’impul-sions laser, le signal THz étant en faitmélangé avec l’impulsion optique ini-tiale, retardée par une ligne à retard,dans des dispositifs assez semblables aux émetteurs. Ces techniques optoélectroniques évo-luent aujourd’hui dans deux directions :

d’une part des systè mes compacts et efficaces, si possible utilisant les laserset les composants des télécommunica-tions pour réduire les coûts ; d’autre partdes systèmes délivrant des signaux THzcontinus, basés sur le battement optiquede deux lasers de longueurs d’onde légèrement différentes. Vers les années 2000, d’autres compo-sants sont apparus ou sont devenus com-pétitifs. Parmi les sources, les lasers à cas-cade quantique sont très prometteurs,mais la faible énergie des photons THz,inférieure à l’énergie thermique à tem-pérature ambiante, les oblige à fonction -ner à des températures cryogéniques. Les sources purement électroniques ont réalisé beaucoup de progrès et

Défense et sécurité CAHIER TECHNIQUE 35


��!��"�#$#��#%�&�'��())��*+�,��-��,.��"��!��"�#$#��#%�&�'��3�53�55��

��*��!��"�#$#��#%�&�'��()��(��

7��8��%� Compression d�impulsion��'<�=�#%��>��#�,�?��"<��"�� Monochromateurs� Spectroscopie� Disponible en stock

7��8��%&�@�� ?��,�&�@�� -��"&�@�� ?��&�B��$��?��,�&�7��"<��"�� &�7��#��?��"#��

State of the art products

www.spectrogon.com

SPECTROGON

Filtreres In

SPECTROSPECTRO

��

� � � �

��

� � � ��

nterrféférerentiels

7� �� 8 �� %& @�� ?��,�& @�� -��"

OGONOGON

��

� � � �

��

� � � ��

RRéseaux Holog

7� �� 8 �� %� Comprression d�impuls� '<�=�#%

��

� � � �

��

� � � ��

graraphiques

sion

Statattete off the artrt proroductctts

��

� � � �

��

� � � ��

��

� � � �

��

� � � ��

��

� � � �

��

� � � ��

�� !!��+��,�� -��,.��"�� !��"�+**

�*� ��!��" ##$#��

& @�� -��"& @�� ?��& B� $$� ?��,��& 7��"< ��" ��& 7��#��?�� "#��

www.spect

��

� � � �

��

� � � ��

�� ""�#$#��#% & '�� ())��'�!��"�#$#��#% & '�� 3 53�55��''��

��#% & '�� ()��(�'

'<�=�#%� >��# ,,�?��"< �� ""�� Monochroromateurss� Specttrooscopie� Disponible en stock

trogon.com

��

� � � �

��

� � � ��

�

��

� � � �

��

� � � ��

Fréquence (THz)

Tran

smis

sio

n

Figure 3. Transmission de l’atmosphère (en rouge épaisseur 1 m, enbleu 100 m) dans le domaine THz.Figure 2. Domaines de fréquence des résonances moléculaires.

Vibration des liaisons

> 21 THz

Oscillation angulaire

6-27 THz

Torsion des molécules

< 9 THz

surpasseront sans doute les sourcesoptiques pour les « basses » fréquences,c’est-à-dire jusqu’à 500-700 GHz. Ce sontpar exemple des diodes Schottky quimultiplient en fréquence un signal àquelques dizaines de GHz délivré par une source hyperfréquence. Les compo-sants de la nanoélectronique sont de plus en plus nombreux, comme les tran-sistors FET à canal nanométrique danslequel le gaz électronique bidimension-nel oscille à sa fréquence plasma situéedans le domaine THz. Néanmoins, il fautadmettre qu’aujourd’hui aucune sourcen’est suffisamment puissante, efficace,compacte ou simple d’emploi pour per-mettre le développement immédiat desapplications grand public de la techno-logie THz.Simultanément, les détecteursdeviennent de plus en plus performants.Ils sont caractérisés par la puissance THzdétectable minimale, exprimée en puis-sance équivalente de bruit normalisée àla bande spectrale (NEP en W.Hz-1/2). Lesdétecteurs cryogéniques sont aujour -d’hui très aboutis. Ainsi, ceux à supra-conducteurs, dans lesquels les pho-tons THz brisent des paires de Cooperpour former un gaz d’électrons chaudsqui augmente la résistance du disposi-tif, atteignent un NEP de 10-16 W.Hz-1/2,largement suffisant pour détecter lesignal THz du rayonnement de corps noir d’un individu. Ces bolomètres sonttrès utilisés en radioastronomie et peu-vent être construits sous forme matri-cielle pour l’imagerie.

Encore plus spectaculaires, les transis-tors FET sur lesquels une boîte quantique en semi-conducteur dopé, ser- vant de grille pour le transistor, voit songaz d’électrons osciller à la fréquenceplasma sous éclairement THz et ali-mente ainsi le canal du transistor. Cestransistors permettent pratiquement la détection de photon THz unique, maisà des températures de l’ordre du Kelvin.Les détecteurs à température ambiantesont très étudiés pour les applicationsgrand public, mais leur développementest rendu difficile par la nécessité d’iso-ler le signal du bruit thermique ambiant.Citons comme dispositifs prometteurs les microbolomètres à membrane déri-vés de ceux utilisés dans l’infrarouge, etaussi les nanotransistors à effet plasmadécrits plus haut. Des premiers filmsvidéo THz ont été tournés en labora-toire, mais en éclairant la scène avec un laser THz puissant. Comme pour lesémetteurs, un effort technologiqueimportant est nécessaire pour disposerde détecteurs performants.

Applications de la technologieTHz aux problèmes de sécuritéet défense

Détection de gaz et agents létaux

De nombreux gaz, formés de moléculessuffisamment grosses, présentent unspectre d’absorption typique dans ledomaine THz, alors qu’ils sont pratique-ment transparents dans le visible et dansl’infrarouge. Un exemple bien connu est

le disulfure d’hydrogène, à l’odeurd’œuf pourri caractéristique, mais onpeut citer aussi l’ozone, etc. Cela ouvrela voie à la détection à distance par spec-troscopie d’absorption THz de gaz pol-luants dans l’atmosphère, à la réalisationde capteurs pour l’industrie, etc. Dansle domaine de la sécurité et de la dé -fense, on cherche à détecter à distancedes gaz ou des agents chimiques et bio-logiques létaux, que ce soit sur un champde bataille lors de conflits, ou bien dansdes zones fréquentées par la popula-tion, dans le cas de problèmes liés auterrorisme. Pour cela, il faut d’abord s’as-surer que la substance re cherchée pré-sente une signature spectrale dans ledomaine THz. C’est le cas des gaz de com-bat, comme les trop célèbres gaz mou-tarde et sarin. La figure 4a montre lespectre du diméthyle sulfoxide (DMSO)[2], qui ressemble fortement à celui dugaz moutarde, et permet de mener enlaboratoire des études de faisabilitésans être exposé au danger du gaz mou-tarde. De même, le spectre des agentsbiologiques comme l’anthrax ou sonsubstitut Bacillus subtilis, sont bien iden-tifiables au-dessus de 1 THz [3]. Pourdétecter la présence de ces substances,si possible à quelques dizaines ou cen-taines de mètres, il faut ensuite cons -truire un appareil qui permet d’illumi-ner la scène avec un faisceau THz, puis qui mesure le signal THz réfléchi à l’en-droit du gaz à détecter. Le challenge technologique est difficile, car la plupartdes substances à détecter présentent

36 CAHIER TECHNIQUE Les ondes électromagnétiques térahertz au service de la sécurité et de la défense


Fréquence (THz)

Ab

sorp

tio

n (

10-6 x

cm

-1)

Figure 4. Spectres d’absorption (à gauche) de la molécule DMSO mesurés par F. Hindle (LPCA-Dunkerque) [2], (à droite) de l’explosif RDX (Université de Savoie).

un spectre intéressant dans la gammedes quelques THz, pour laquelle l’air est très absorbant. Une solution élé-gante est proposée et développée par X.-C. Zhang (Institut Rennselaer, Troy,États-Unis). Le signal THz est généré etmesuré à l’endroit où se trouve le gaz,en faisant claquer dans l’air une impul-sion laser femtoseconde intense. L’air secomporte comme un milieu optique nonlinéaire qui redresse le signal optique,et permet la mesure du champ THz pareffet Kerr. L’information THz est trans-portée par le faisceau optique, qui nesouffre pas de l’atténuation de l’air.

Principes et bases de l’imagerie THz

Dans les domaines de l’infrarouge et desTHz, il existe deux familles d’imagerie.L’imagerie passive profite du rayon ne-ment thermique émis par un objet à tem-pérature non nulle. Lorsque ce rayonne-ment est trop faible ou bien est noyédans un bruit de fond ambiant, il estnécessaire d’éclairer la scène avec un faisceau THz (imagerie active). Dans le

domaine THz, la loi de Planck de rayon-nement du corps noir est approximée parcelle de Rayleigh-Jeans. Pour un sys-tème optique d’imagerie passive limitépar la diffraction, c’est-à-dire tel que laplus petite zone résolue sur la scène cor-respond dans le plan image à un pixeldu détecteur, on démontre que la puis-sance reçue par le pixel est 2kRT��, oùT est la température du corps rayonnant,kB la constante de Boltzmann et �� labande passante du détecteur. La réali-sation d’une image nécessite un objetavec des températures différentes, l’ima -ge correspondant en fait à la cartogra-phie thermique de l’objet puis que la for-mule précédente ne dépend pas del’émissivité de l’objet. On définit alorsla température équivalente moyenne debruit (NEDT en anglais), qui est la pluspetite variation de température que lesystème optique peut visualiser. En déri-vant la formule précédente, on aboutità NEDT = �Tmin = NEP/2kB��.La température d’un objet dissimulé sousles vêtements d’une personne diffère de

quelques dixièmes de degrés de cellesde la peau ou des vêtements (figure 5).Pour un détecteur avec une bande pas-sante de 100 GHz, le NEP requis est del’ordre de 10-13 W.Hz-1/2. Aujourd’hui,seuls les détecteurs cryogéniques attei-gnent cette sensibilité. Les autres détec-teurs, dont les bolomètres à tempéra-ture ambiante, demandent que la scènesoit éclairée, ce qui pose deux problèmespour les applications grand public : l’ab-sence de sour ces THz performantes etla crainte du public d’être éclairé par unrayonnement électromagnétique. Cedernier point n’est pas déterminantquand il s’agit d’examiner des objets sus-pects, par exemple des enveloppes decourrier qui contiendraient des subs-tances dangereuses. Notons enfin quela résolution spatiale de l’imagerie THzest de l’ordre du millimètre, limitée parla diffraction mais aussi par les aberra-tions des opti ques, qui sont réfractives(composants et lentilles en polyéthylène,téflon ou silicium intrinsèque), ou réflec-tives (miroirs métalliques), ou même



diffractives (lentilles de Fresnel oulentilles métalliques, dont le fonc-tionnement s’approche de celui desantennes en hyperfréquences).

Détection d’objets dissimulés

Les papiers, cartons, et tissus, s’ilssont secs, sont relativement trans-parents pour les ondes THz. Unecaméra THz peut ainsi facilement« voir » à travers les vêtements d’unindividu, c’est-à-dire qu’elle le dé -shabille, posant dans certains paysdes problèmes d’éthique compli-qués et aussi une forte oppositionde la population à ces techniquesd’inspection. L’Union européennea d’ailleurs publié en mai dernierune réglementation de 30 pages sur ce point [4] ! Les appareils installés, parexemple dans certains aéroports, fonc-tionnent à des fréquences de 30 ou90 GHz, car la technologie de ces fré-quences est mature et permet d’obtenirdes images exploitables, même si leurrésolution est limitée à quelques centi-mètres. En laboratoire, des prototypesfonctionnent à plusieurs centaines deGHz. L’observation d’objets métalliques(armes) ou de sachets de poudre estfacile, d’autres matériaux étant moins« visibles ».Il faut bien noter que la technologie THzne peut, seule, résoudre tous les pro-blèmes de sécurité dans les portiquesd’aéroport, et qu’elle ne s’envisagequ’associée à d’autres méthodes d’in-vestigation. Ainsi, si les vêtements d’unindividu sont mouillés, la caméra THz nefilmera pas les objets dissimulés. Mais lefait que les vêtements soient mouillésconstitue un indice pour le personnel desécurité, qui isolera l’individu suspect.L’examen d’objets pose moins de pro-blème que celui des individus. Ainsi, unsystème THz automatisé d’inspection du courrier est installé dans des centresde tri postal au Japon (dont les noms nesont pas révélés pour des raisons de sécu-rité). Chaque lettre ou colis postal estimagé à très grande vitesse par un sys-tème combinant une caméra visible, un appareil à rayons X et un détecteurà 90 GHz. Si l’objet semble suspect, il

trop proche de la longueur d’on -de THz, et de ce fait diffusent lesondes. Néanmoins, lire le courriersans ouvrir les enveloppes, ou voirà travers les murs, font rêver les services d’espionnage du mondeentier !

Identification à distance de produits

Les chercheurs japonais du centreRIKEN à Sendaï, qui ont mis aupoint cet équipement pour le tripostal, ont publié en 2003 desimages THz qui ont rencontré unvif engouement [5]. Ils avaient in -séré dans une enveloppe (figure 6)trois sachets plastiques contenant

différentes poudres : deux drogues(MDA et méthamphétanime) et un médi-cament (aspirine). Les signaux transmisà trois longueurs d’onde THz différentespermettent d’identifier les poudresgrâce à leurs spectres d’absorption trèsdistincts. Depuis, des premiers appareils portables proposés par des sociétés(micro-Z de la société Zomega, Emcore,Université de Brunswick…), permettentl’identification de produits mis aucontact de l’appareil, par exemple desliquides dans une bouteille. Cette tech-nique est donc démontrée, en tout casà courte distance. À plus longues dis-tances, c’est-à-dire au moins plusieurs

38 CAHIER TECHNIQUE Les ondes électromagnétiques térahertz au service de la sécurité et de la défense


Figure 6. Reconnaissance de poudres cachées dans une enveloppe. À gauche, photographie del’enveloppe et des sachets plastiques (de gauche à droite, dans l’encadré jaune : MDA, aspi-rine et méthamphétanime) ; à droite, images THz à différentes fréquences (fausses couleurs)permettant d’identifier les trois poudres (cliché Kodo Kawase, Université de Nagoya, Japon).

est isolé et inspecté plus lentement parun spectromètre THz. Notons aussi quel’imagerie THz est assez résolue pour permettre la lecture à travers une enve-loppe, car l’encre est plus absorbanteque le papier. De la même façon, on peut« voir » des objets à travers une cloison,si celle-ci est par exemple constituée d’unmatériau homogène de faible granulo-métrie comme le plâtre. Le béton, lesbriques ou d’autres matériaux présen-tent une granulométrie de dimension

Figure 5. Image THz d’un individu dissimu-lant des objets suspects sous ses vêtements(cliché Arttu Luukanen, Millilab, Espoo, Finlande).

mètres, le premier problème à résoudreest l’atténuation de l’air. C’est un pro-blème difficile en l’absence actuelle de source puissante. La transparence de l’air diminue avec la fréquence, alors queles signatures spectrales des explosifssont significatives à plusieurs THz. Onestime aujourd’hui que les futurs sys-tèmes, si on arrive à les mettre au point,seront limités à l’observation à une di -zaine de mètres au maximum. Le secondproblème est lié aux mesures qui sontsouvent en mode de réflexion. Il fautemployer des opti ques de large dimen-sion, comme des télescopes, pour re -cueillir le maximum de signal qui est souvent diffusé par la rugosité des maté-riaux dans des directions non spécu-laires.De façon générale, les systèmes en développement aujourd’hui sont baséssur l’enregistrement du signal à quel -ques longueurs différentes et l’identi-fication du produit par comparaison desmesures avec des bases de données. Les difficultés sont d’une part de trou-

ver le nombre de longueurs d’ondenécessaires pour un taux d’identifica-tion élevé, nombre qui doit rester rela-tivement faible pour des raisons de dis-ponibilité des sources THz, et d’autrepart d’éviter les erreurs liées à des spec-tres proches pour des produits ou sur-tout des mélanges de produits très dif-férents. Par exemple, l’explosif Metabelet le chocolat apparaissent identiquesdans les scanners à rayons X d’inspec-tion des bagages. Leurs spectres THzsont aussi assez proches, mais un ima-geur THz sensible permet néanmoins deles identifier.

Télécoms

La transmission de signaux à l’aide d’uneporteuse dans le domaine THz peut aussiêtre classée dans les technologies liéesà la défense et sécurité. En effet, commenous l’avons déjà expliqué, la propaga-tion des ondes THz est limitée à quelquesdizaines de mètres en atmosphère libre,ou à l’intérieur d’une pièce au sein d’unbâtiment.

Le signal ne pourra donc pas être détectéà plus longue distance ou dans une piècevoisine. On peut donc contrôler à qui ilest diffusé. De plus, en tout cas à moyenterme, cette haute technologie n’estpas répandue et donc n’est pas dispo-nible pour des groupes terroristes oudes pays moins développés. �

Références

[1] Optoélectronique térahertz, édité sous la directionde J.-L. Coutaz, EDP Sciences, Paris (2008).

[2] F. Hindle et al. Recent Developments of an Opto-Electronic THz Spectrometer for High-ResolutionSpectroscopy. Sensors 2009; 9: 9039-9057.

[3] D. Woolard et al. Terahertz electronics for chemi-cal and biological warfare agent detection. In IEEEMTT-S Int. Microwave Symp. Dig. Anaheim, CA, June13-19, 1999 : 925-928.

[4] Rapport sur la sûreté aérienne, en particulier surles scanners de sûreté, (2010/2154(INI)), Commissiondes transports et du tourisme, Communauté euro-péenne, (Rapporteur : Luis de Grandes Pascual).

[5] K. Kawase, Y. Ogawa, and Y. Watanabe. Non-destructive terahertz imaging of illicit drugs usingspectral fingerprints. Opt. Exp. 2003; 11, 2549.



40 CAHIER TECHNIQUE


Importance industrielle du marquage et spécificité des procédés femtosecondes

Le marquage laser a été très tôt consi-déré comme un domaine d’intérêt pourles technologies femtosecondes. Il estpossible d’atteindre, en mode femtose-conde, le seuil d’ablation laser de toustypes de matériaux : métaux spéciaux etcéramiques, matériaux organiques oupolymères utilisés par exemple en milieumédical, céramiques piézoélectriques,silicium pour la microélectronique,métaux pour la micromécanique,mais aussi dans le domaine desmatériaux transparents.La modi-fication structurale ou l’ablationsont alors très précises (de l’or-dre du micromètre et même inférieure), sans altération de lazone non traitée par le laser. Ilest possible de graver la surfacedes verres en contrôlant la pro-fondeur à quelques dizaines denanomètres près, mais aussi demodifier dans la masse l’indicedes matériaux transparents, et deréaliser ainsi des guides d’onde,ou plus largement de fonction-naliser les matériaux. La nature de l’in-teraction laser matière en mode ultra-

court est fondamentalement différented’une interaction avec des impulsionsplus longues (nanosecondes). Cette différence fondamentale fait au -jourd’hui l’objet de nombreux travauxde recherche et conduit à l’émergence denouvelles technologies innovantes dansle domaine des procédés lasers.

Marquage dans le domaine des matériaux transparents

Les technologies lasers ont un intérêtparticulier dans le domaine des maté-riaux transparents. Pour ce type de maté-riaux, les lasers utilisés habituellement,de durée d’impulsion nanoseconde, ontle plus souvent des longueurs d’ondedans l’ultraviolet. Il est alors possible, parfocalisation, de graver dans la masse, en3D, toutes sortes d’images ou d’objets.Un photon ultraviolet, beaucoup plusénergétique qu’un photon infrarouge,

peut rompre la cohésion d’un solide sanspasser par les étapes caractéristiques des mécanismes thermiques. Le laser réa-lise ainsi localement des microcassuresqui rendent visible à l’œil le parcours dufaisceau. Un bon contrôle des paramètresdu procédé peut également conduire àune simple modification interne dumatériau, conduisant par exemple à lamodification locale de l’indice du maté-riau. On parle alors de photoinscription.Dans le cas de l’utilisation d’impulsionsultrabrèves pour la photoinscription,contrairement aux techniques de micro-gravure, le but recherché n’est pas devaporiser la matière mais de s’arrêter àla fusion locale du verre. Ensuite, la reso-lidification s’accompagne d’une densi-fication locale qui entraîne une augmen -tation de l’indice dans la zone irradiée.L’effet, encore mal compris, repose surune excitation multiphotonique ultra-rapide qui semble fournir suffisamment

d’énergie aux électrons puis, parcouplage, au réseau, pour attein-dre le point de fusion. Contrai-rement aux procédés de varia-tion d’indice photoinduite dansles verres par laser UV, techniquequi a entre autres révolutionnéles dispositifs de communicationopti que dans les années 1990,avec en particulier toute unetechnologie développée autourde l’inscription de réseaux deBragg, la modification d’indicephotoinduite par laser femtose-conde à 800 nm n’est pas limitéeaux surfaces car les matériaux

n’absorbent pas à cette longueur d’onde.Ainsi, des dispositifs enterrés, et donc

Utilisation des lasers femtosecondespour le marquage du verre, dans le cadrede la lutte contre la contrefaçonL’utilisation d’impulsions ultracourtes (de l’ordre de quelques dizaines de femtosecondes, 1 femtoseconde = 10-15 seconde) a ouvert de nombreuses perspectives à la fois industrielles et scientifiques, en particulier pour lamicro-/nanostructuration de surface, ou la modification structurale dans le volume pour les matériaux transparents.

Hervé SODER [email protected]

Éric AUDOUARD Impulsion – Université de Lyon – Universitéde Saint-Étienne/Laboratoire Hubert Curien

Figure 1. Exemple de marquage sur verre parimpulsion ultra brève, illustrant la maîtrisede l’échelle.

IMPU

LSIO

N

peu sensibles aux perturbations, ou biendes composants 3D sont accessibles. Deplus, la variation d’indice induite est trèslocale du fait même de son origine phy-sique (figure 1). Les variations d’indicemaximales mesurées et atteignent parexemple �n = 3 x 10-3 dans des verresborosilicates.Bien sûr, les impulsions ultrabrèves peu-vent également être utilisées pour dumarquage de surface, y compris par enlè-vement de matière. L’intérêt d’une telletechnique est alors de minimiser lesmicrocraquelures souvent observéespour ce type de réalisations.

Spécificités de l’ultrabref pourle domaine du marquage

Le domaine du marquage est un domainetrès actif des applications femtose-condes. C’est un secteur industriel en fortdéveloppement, pour les besoins d’iden-tification et de traçabilité de la produc-tion industrielle et de la lutte contre lacontrefaçon.

Marquage de petite taille

Les technologies femtosecondes trou-vent dans ce secteur un domaine natu-rel d’application par leur capacité àmodifier les matériaux dans la masse età atteindre des précisions importantes.Par exemple, la photoinscription parlaser femtoseconde de codes à deuxdimensions dans la masse de matériautransparent, appelée Datamatrix, est undomaine où sont présentes plusieurssociétés commerciales. L’intérêt desimpulsions ultrabrèves est de permettreun marquage très petit, pouvant allerjusqu’à une taille submicronique. Onreste donc dans le cadre de marquagepar modification permanente et visibledu matériau mais à une taille invisible àl’œil, ce qui permet soit une dissimula-tion du marquage, soit une densifica-tion de l’information inscrite dans lecode marqué. Bien sûr, il convient éga-lement d’adapter en parallèle les tech-niques de relecture de l’information, ce qui demande un travail d’optique/vision spécifique.

Contrôle jusqu’à la modification de l’indice : marquage invisible

Les marquages par microcassures, qui permettent donc une inscription par lasernanoseconde dans la masse des maté-riaux transparents, sont obtenus parconcentration ponctuelle d’énergie.Grâce à une technique de déplacementdu faisceau point par point ou par tracélinéaire, n’importe quelle forme peutêtre photoinscrite. Cette technique estdevenue populaire par la réalisationd’objets décoratifs ; elle peut bien sûrêtre également utilisée pour l’identifica-tion de produits manufacturés. Dansl’exemple de la figure 2, la figure, impri-mée par le même type de déplacementde faisceau, et toujours à cause d’uneconcentration d’énergie ponctuelle, n’estpourtant pas visible sans une techniqueoptique adaptée. L’impulsion ultrabrèvemodifie alors l’indice de réfraction dumatériau. L’origine de la variation d’in-dice photoinduite dans les milieux di é-lectriques par des impulsions femtose-condes reste encore incomplètement



MICRO-CONTROLE Spectra-Physics S.A.S1, rue Jules Guesde – Bâtiment BZI. du Bois de l’Épine – BP18991006 Évry CEDEX

Tél. : 01.60.91.68.68Fax : 01.60.91.68.69e-mail : [email protected]

AD-081105-FR

© 2011 Newport Corporation.

Spectra-Physics présente InSight™ DeepSee™, un nouveau laser ultra rapide, révolutionnaire, conçupour réaliser des applications d’imagerie multiphotons à des profondeurs jamais atteintes à ce jour.Reposant sur la technologie brevetée éprouvée DeepSee, cette nouvelle plateforme innovante auxcaractéristiques avant-gardistes repousse les limites de la recherche et étend les possibilités del’imagerie multiphotons et des tissus profonds.

Pour plus d’informations, visitez notre site Internet www.newport.com/insight-3 ou appelez-nous.

InSight™ repousse les limitesde l’imagerie multiphotons Rendez-vous à

OPTO 2011du 4 au 6 octobre

Hall 7/3 - Stand G50Paris, Porte de Versailles

expliquée : formation de défauts, densi-fication locale, contraintes… Des ana-lyses expérimentales ont été faites enrégime permanent (longtemps aprèsl’exposition) ou résolues en temps parmicroscopie à contraste de phase. En par-ticulier, il y a coexistence de zones d’aug-mentation (zone sombre) et de diminu-tion d’indice (zone claire) dans la zoned’interaction.Pour parvenir au contrôle des procédés,une compréhension des mécanismesphysiques dans les diélectriques estnécessaire. Cela passe par une modéli-sation de la variation d’indice. Ce travailtrès conséquent couvre d’abord le pro-

blème de la répartition d’énergie dansla zone irradiée. Des effets non linéairestels que la filamentation ou la défocali-sation par le plasma d’électrons doiventêtre pris en compte, sans oublier les aber-rations géométriques (aberration sphé-rique). Les premiers résultats des codesnumériques sont comparés aux obser- vations de variation d’indice induite. Ladescription des phénomènes méca-niques, thermodynamiques et électro-niques pouvant induire une variationd’indice doit aussi être prise en compte.

Développement/recherche : mise en forme temporelle – contrôle de la variation d’indice

Des outils de mise en forme temporelled’impulsion femtoseconde autoadapta-tive ont également été mis au point, ettrouvent des applications particulière-ment intéressantes dans le cas des maté-riaux transparents [1]. La mise en formetemporelle est réalisée en intégrant unevalve optique adressée électriquement(figure 3). L’impulsion ainsi mise en for -me temporellement est focalisée sur unéchantillon pour étudier un procédédonné. Nous nous intéressons ici à desmatériaux diélectriques, dans le butd’optimiser la variation d’indice induite.Le procédé est analysé en temps réel par

un microscope à contraste de phase cou-plé à une caméra, puis évalué par uneunité de traitement qui compare le pro-fil d’indice photoinduit avec un profilcible, prédéfini par l’utilisateur. Unerétro action sur le profil de phase spec-trale est établie et la convergence versle profil cible est assurée par un algo-rithme itératif évolutionnaire.On dispose ainsi d’un outil précieux pour l’exploration de l’interaction laser-matériau et pour l’optimisation des pro-cédés avec rétroaction sur le résultatmême du procédé. La mise en forme tem-porelle auto adaptative a alors été utili-sée pour optimiser la variation d’indiceinduite dans des matériaux transparents.Certains résultats très particuliers ontainsi pu être mis en évidence : le BK7 estnormalement le siège d’une variationd’indice photoinduite négative. Pour-tant, en appliquant la séquence excita-trice adéquate, il est possible d’induiredans du BK7 le même type de profil d’in-dice que dans la silice (à savoir positive !).Il est donc possible d’inscrire une struc-ture guidante dans un matériau qui àl’origine ne présente aucune prédispo-sition à la photoinscription. De même,l’aptitude à réaliser une photoinscrip-tion dans la masse en trois dimensionsouvre des perspectives intéressantes.

42 CAHIER TECHNIQUE Utilisation des lasers femtosecondes pour le marquage du verre


Pulse non mis en forme

Pulse mis en forme

Comparaison avec l’optimum

Analyse du résultat Commande de la mise en forme temporelle par algorithme évolutionnaire

Figure 3. Principe de la mise en forme temporelle autoadaptative pour le contrôle de la variation d’indice dans les milieux transparents [1].

Figure 2. Exemple de marquage par modifi-cation d’indice : mire de 2 mm de diamètrevue au microscope à contraste de phase. Onpeut distinguer un motif au centre, qui n’ap-paraît pas au microscope à rétro-éclairage.

IMPU

LSIO

N

Nanostructures dans la masseL’effort pour aller vers des tailles tou-jours plus petites est soutenu par la miseau point des outils de contrôle spatialque nous avons évoqués ci-dessus. Unerésolution allant jusqu’à la centaine denanomètres est tout à fait accessibledans de nombreux centres laser. L’utili-sation d’objectifs spéciaux et de platinesde déplacement précises permet d’allerjusqu’aux limites de dispositif de micro-/nanostructuration, ce qui reste cepen-dant crédible pour des applications denature industrielle. On peut citer dansce sens la constitution du consortiumeuropéen FemtoPrint [2]. Un effet spé-cifique des impulsions ultrabrèves peuten effet conduire à des applications très

innovantes. Il s’agit de la formation demicrostructures périodiques, appelées « ripples », dans les cratères d’ablation ou en surface des matériaux. Ces ondu-lations présentent un intérêt particuliercar on les retrouve sous différentesformes dans de très nombreux résultatsd’expériences d’ablation en mode fem-toseconde. Ces nanostructures « pilota-bles » par la polarisation s’obtiennent sur presque tous les métaux, leur mor-phologie dépend surtout de la longueurd’onde incidente. Elles s’obtiennentaussi pour les matériaux diélectriques, ensurface et dans la masse des matériaux.Ces structures peuvent être pilotées par la polarisation, comme le montrentpar exemple les travaux de R. Stoian

et al. [3] illustrés dans la figure 4. La com-préhension de la formation de ces struc-tures est un sujet d’étude très actif, la question qui se pose est de savoir comment une caractéristique du champélectromagnétique (la polarisation) quin’existe que dans quelques dizaines defemtosecondes peut se retrouver « impri-mée » dans la matière qui demande plu-sieurs picosecondes pour se mettre enmouvement.

Conclusion

Nous venons de montrer que les tech-nologies femtosecondes peuvent appor-ter des solutions originales et innovantesdans le domaine du marquage, ce quireprésente une contribution importantepour la lutte contre la contrefaçon paridentification et traçabilité des produitsmanufacturés. Bien évidemment, deuxécueils doivent encore être dépassés : lecoût des sources femtosecondes et lestechniques de relecture. Une solution aupremier point peut résider dans l’utili-sation de sources à hautes cadencespuisque les « process » envisagés sontpeu gourmands en énergie. La rapiditéd’exécution des marquages est par ail-leurs une exigence industrielle. Les pro-blèmes de relecture peuvent être asso-ciés au marquage d’éléments de petitetaille ; la mise au point de méthodes spé-cifiques doit donc être envisagée. Ledomaine du marquage laser, en forteexpansion actuellement, peut donc s’ap-puyer dans les années à venir sur un fortpotentiel de renouvellement technologique. �

Références

[1] R. Stoian, A. Mermillot-Blondin, S.W. Winkler, A.Rosenfeld, I.V. Hertel, M. Spyridaki, E. Koudoumas, P. Tzanetakis, C. Fotakis, I.M. Burkanov, N.M. Bulga-kova. Temporal pulse manipulation and conse-quences for ultrafast laser processing of materials.Optical Engineering 2005; 44 (5): 051106.[2] http://www.femtoprint.eu/[3] K. Mishchik, G. Cheng, G. Huo, M. Burakov, C. Mau-clair, A. Mermillod-Blondin, A. Rosenfeld, Y. Ouerdane,A. Boukenter, O. Parriaux, and R. Stoian. Nanosizestructural modifications with polarization functionsin ultrafast laser irradiated bulk fused silica. OpticsExpress 2010; 18(24): 24809-24824.



Figure 4. Exemple de nanostructures de type « ripples » obtenues dans la masse de matériauxtransparents [3].

Polarisationdu laser fs

Vitesse de translationde l’échantillon

Une technologie mature

L’imagerie active est identifiée par lesexperts en optronique comme l’une descapacités technologiques importantes àacquérir dans les années futures. En effet,les récents bouleversements géostraté-giques ont montré qu’il était indispen-sable de maîtriser les techniques de visionde nuit dans les conflits actuels ou dansles concepts de sécurité globale. Commetoutes les techniques, l’imagerie activea des avantages et des inconvénients. Son inconvénient le plus souvent cité parles opérationnels est, par essence même,sa furtivité limitée. Mais il semblerait queles nouvelles potentialités offertes parla méthode fassent pencher la balance du côté de ses avantages. En effet, les possibilités d’améliorer la vision en conditions météorologiques dégradées(brouillard, pluie, neige, tempête desable…), de traverser des obstacles dif-fusants (fumée, milieu turbide…), dereconstruire en 3D la zone visualisée ou

d’étudier la nature des matériaux quiconstituent une scène par une analysepolarimétrique procurent des avantagesindéniables par rapport aux autres techniques précédemment citées.Le principe de l’imagerie active à créne-lage temporel est connu depuis bienlongtemps [1], mais l’avènement desources laser à semi-conducteurs et d’in-tensificateurs de lumière performants a permis une augmentation spectacu-laire des performances de ces systèmes,tout en permettant une intégrationpoussée. Depuis quelques années, l’Ins-titut franco-allemand de recherches deSaint-Louis (ISL) a décliné ses systèmesd’imagerie active dans différentes lon-gueurs d’onde allant de l’ultra-violet(UV), en passant par le visible (VIS), leproche infrarouge (NIR, Near InfraRed,de 0,75 à 1,4 μm) jusqu’à l’infrarouge àondes courtes (SWIR, Short WavelengthInfraRed, de 1,4 à 3 μm), la bande de 1,53 à 1,58 μm étant celle qui permet l’ob-servation dans des conditions de sécu-rité oculaire. Les systèmes ont été minia-turisés et intégrés dans des plateformesde surveillance associant différents cap-teurs [2,3]. C’est précisément ce hautniveau de maturité technologique quiouvre de vastes perspectives car les sys-tèmes étant disponibles, la communautéscientifique peut maintenant s’affairer

à étudier de manière plus fine la naturedes photons réémis par la scène et éten-dre les potentialités de la technique debase à l’imagerie active multi- ou hyper-spectrale, à l’imagerie active polarimé-trique et aux techniques de reconstruc-tion 3D.

Principe de l’imagerie active

La technique de l’imagerie active consisteà associer au senseur d’imagerie sa pro-pre source d’éclairage pour illuminer lascène au moment de l’observation. Géné-ralement, la divergence de la sourced’éclairage est adaptée au champ de vuedu dispositif d’imagerie. Un caméscopedoté de son illuminateur proche infra-rouge peut donc être considéré commeun dispositif d’imagerie active. Néan-moins, les systèmes dont il est questionici s’en différencient fortement pourdeux raisons. D’une part, l’avènementde capteurs d’imagerie à base d’intensi-ficateurs de lumière a permis de dispo-ser de récepteurs très sensibles. Couplésà des éclairages intenses, leur portée envision de nuit peut atteindre jusqu’à20 kilomètres. D’autre part, leur capa-cité à former une image avec une duréed’exposition très faible tout en étantdéclenchables sur un signal externe per-met, par une synchronisation judicieuse

44 CAHIER TECHNIQUE

Imagerie active : la maturité des systèmesouvre de vastes perspectives L'infrarouge thermique et l'intensification de lumière ont longtemps eu le monopole des techniques de vision denuit. L'imagerie active, comme alternative à ces deux méthodes, a connu ces dernières années un développementconsidérable grâce aux progrès réalisés au niveau des sources laser et des intensificateurs de lumière. Outre sescapacités de vision de nuit, l'imagerie active permet d'améliorer la vision en conditions météorologiques dégradées,de reconstruire en 3D la zone visualisée ou d'étudier la nature des matériaux qui constituent une scène par leuranalyse polarimétrique, ceci pour des portées pouvant atteindre plus de 10 kilomètres. Cet article se propose defaire l'état de l'art de ce domaine à mi-chemin entre recherche appliquée et technologie mature. Il s'attachera àmontrer toutes les facettes qu'il reste à explorer dans ce domaine et mettra en lumière le potentiel de la méthodepour différentes applications. Ainsi, après avoir rappelé les fondements théoriques, nous décrirons différentssystèmes, puis nous déclinerons la technique de base dans ses variantes telle que l'imagerie active multispectrale,l'imagerie active polarimétrique et deux techniques de reconstruction de scène 3D.


Frank CHRISTNACHER, David MONNIN, Martin LAURENZIS,Yves LUTZ, Alexis MATWYSCHUK

Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis (ISL)[email protected]

entre un éclairage impulsionnel et la prisede vue, de réaliser le « crénelage tempo-rel » (range-gating) ou la sélection d’uneimage correspondant à une tranche d’espace par le temps de vol. La figure 1illustre le principe de cette méthode.Au lieu d’éclairer la scène de façon conti-nue, on l’éclaire avec de très brèvesimpulsions lumineuses. La durée d’un deces flashs de lumière est typiquement del’ordre de quelques nanosecondes àquelques microsecondes. Pour illustrer cepropos, nous parlerons d’impulsionslumineuses de 100 ns de durée. À la

vitesse de la lumière, une impulsiond’une durée de 100 ns correspond à unetranche de lumière de 30 m de longueur.Nous avons donc produit une tranched’espace éclairé de 30 m d’épaisseur quise dirige vers la scène à visualiser à lavitesse de la lumière (figure 1-1). Cettetranche de lumière atteint un objet pré-sent dans la scène et va, en partie, se réflé-chir sur cet objet (figure 1-2), la quantitéde lumière rétroréfléchie dépendant du coefficient de réflexion de l’objet àla longueur d’onde d’éclairage. Cetteportion de lumière rétroréfléchie revient

vers le système d’éclairage. Pendant toutce temps, la caméra reste en position fer-mée. Elle n’est donc pas éblouie par lalumière rétroréfléchie par les particulesen suspension dans l’air. C’est au momentoù l’onde lumineuse revient de la tranched’espace à visualiser que l’on ouvre lacaméra (figure 1-3), généralement pen-dant une durée équivalente à celle del’impulsion laser. La caméra est ensuiterefermée pour ne pas voir l’onde, quicontinue à se propager au-delà de latranche d’espace à visualiser. On com-prend maintenant que la durée de l’im-pulsion laser et/ou du temps de pose dela caméra déterminent l’épaisseur de la tranche d’espace visualisée au niveaude la scène. Le délai entre le moment où l’on produit l’impulsion laser et lemoment où on réalise l’ouverture de lacaméra déterminera, quant à lui, la dis-tance à laquelle on regarde. La figure 2montre quelques exemples d’imagesexpérimentales.La figure 2b illustre le cas d’une longuedurée d’intégration par la caméra ; tousles objets présents dans la scène à



Contactez-nous pour de plus amples informations, LASER CONSEIL vous propose des formations adaptées (intra ou inter), une intervention rapide sur tout le territoire national.

��L E N ° 1 D E L A F O R M AT I O N “ S É C U R I T É L A S E R ” E N F R A N C E

Niveau 1

Niveau 2

Niveau 3

>

www. laserconse i l . f r

Conse i l Ass i s tance Techn ique Aud i t Fo rmat ion Marquage CE P ro tec teurs

M. Alain LE FLOC’HLASER CONSEILe mail: [email protected], rue de l’aérodrome - 22300 LannionTél. 02 96 48 79 96 - Fax 02 96 48 79 97

>

��

ALED1°NEL

�

��

NARFNE”RESALÉTIRUCÉS“NOITAMROF

�

ECN

s noitamrofselesoporpsuov

sécurité l

�

serasécurité l

�

omai

nes.

c

�

�

s noitamrofselesoporpsuov:resaLeuqsirua

1uaeviN

ruetalupinam,rruetarépO

2uaeviN

l ennosrePecnanetniamed

3uaeviN

e lbasnopseR

Ces ap

eur2006

�

endues rsont mations forCes s eriotagilbonoitacilppa’lra e ectivDirla de

il avr6 du CE /25/n°2006opéenne eur2006 noitacilppa’dtercédnoste n°2010-

�

>l

aine

s.c

ont

tudi

o-de

ff.s

© w

ww

iesnoC natsissA

�

rofniselpmasulpedruopsuon-zetcatnoCLIESNOCRESAL rofsedesoporpsuov

noitnevretnienu,)retniuoartni(seétpada.lanoitaneriotirreteltuotrus

euqinhceTecn tiduA

�

,snoitams noitamre diparn

n

resaLétirucéS 750 du 2

oitamroF gauqraM

Alain M. LE FLOC’HLASER CONSEIL

conseil.fr info@lasere mail:ome - 22300 Lannionodrue de l’aér r126,

ax 02 96 48 79 97Tél. 02 96 48 79 96 - F

�

r

juillet 2010.750 du 2

f.liesnocresal.www

ECeg sruetcetorP

ome - 22300 Lannionax 02 96 48 79 97

�

Figure 1. Principe de l’imagerie active par crénelage temporel.

différentes distances sont visualisés. Lesfigures 2c, 2d et 2e présentent trois ima -ges de la même scène où la durée d’ex-position a été ramenée à 150 ns, soit unetranche d’espace éclairé d’environ 24 mde profondeur (dans ce cas, le laser d’il-lumination émettait des pulses de 10 ns).La variation du délai entre l’impulsionlaser et la prise de vue permet de scan-ner la scène en profondeur et d’isolerdifférents objets par rapport à leurarrière-plan. Tous les objets hors de latranche d’espace sélectionnée par lacaméra sont donc invisibles. De la mêmefaçon, lorsque des particules sont pré-sentes en suspension dans l’atmosphère,la qualité de l’image est préservée puis -que les rétroréflexions ne sont pas inté-grées par le capteur (figure 3). L’image-rie active à crénelage temporel permetdonc de maintenir une possibilité de voirdes objets lorsque les conditions météo-rologiques sont dégradées (fumée,brouillard, pluie, neige…).

Les imageurs actifs de l’ISL

Imageurs actifs dans la bande NIR

C’est dans cette bande de longueurd’onde que les systèmes d’imagerieactive sont les plus nombreux et les plusmatures. La disponibilité des diodes laserde forte puissance, principalement aux

longueurs d’onde de 808 et 860 nm, ainsique d’intensificateurs de lumière per-formants, a permis l’arrivée sur le mar-ché de systèmes compacts, portables etpouvant fonctionner de manière auto-nome sur batteries. La figure 4 montredeux des systèmes d’imagerie active àcrénelage temporel développés par l’ISLet fonctionnant à la longueur d’onde de

46 CAHIER TECHNIQUE Imagerie active : la maturité des systèmes ouvre de vastes perspectives


Figure 2. Scène à 1000 m : (a) image visible ;(b) longue durée d’intégration de 500 ns ;(c,d,e) courte durée d’intégration avec diffé-rents délais.

Figure 4. Systèmes d’imagerie active à crénelage temporel dans le proche infrarouge (NIR) à 808 nm.

Figure 3. Vision à travers la fumée à une dis-tance de 1 km : (a) image visible ; (b) imageuractif à sécurité oculaire (� = 1,574 μm).

808 nm. Le système de gauche est le sys-tème à longue portée possédant unchamp de vue de 1° x 0,8°. Il permet devisualiser des objets à plus de 10 km dedistance et est particulièrement adaptépour des missions de surveillance etd’identification longue portée ou pourla sécurité aux frontières maritimes et ter-restres (figure 5). Le système de droiteatteint 3 km de portée et possède deuxchamps de vue. Le premier de 6,1° x 4,6°est adapté à la surveillance de zone oude site sensible, le second de 2,6° x 1,6°est plutôt adapté à la reconnaissance ouà l’identification moyenne portée.Grâce à une interface homme-machine(GUI, Graphical User Interface) très intui-tive et conviviale, ces systèmes peuventêtre utilisés par des personnels non

spécialistes du domaine. Le second sys-tème a été vendu à la Section techniquede l’armée de terre (STAT) qui l’expéri-mente en conditions opérationnelles. Eneffet, l’évaluation technico-opération-nelle de cette technologie permet de préciser les performances de l’imagerieactive par rapport aux autres techniquesd’imagerie. Ces données permettentalors aux états-majors d’établir la doc-trine d’emploi de tels systèmes, en com-plément ou en remplacement des tech-nologies actuelles.La figure 5 montre quelques exemplesd’images réalisées grâce à ces deux sys-tèmes. Du point de vue technologique,la réalisation de ces systèmes s’appuie en particulier sur un savoir-faire de l’ISLen termes de collimation des diodes laser,qui est protégé par deux brevets. Le procédé consiste à homogénéiser le fais-ceau de lumière tout en égalisant lesdivergences selon les deux axes perpen-diculaires. Une lentille de collimation sertensuite à projeter le faisceau de lumièresur la cible suivant la divergence souhai-tée. Concernant le capteur d’image, onutilise le plus souvent des caméras inten-sifiées numériques obtenues par cou-plage d’un intensificateur de lumière etd’une caméra CCD numérique.

Imageurs actifs SWIR à sécurité oculaire

De par son potentiel de vision à traversles milieux diffusants, l’imagerie activeintéresse de plus en plus le monde civilpour des opérations de sécurité ou demaintien de l’ordre. Dans ce contexte, laquestion de la sécurité oculaire fait iné-vitablement débat et le meilleur moyende l’éluder est de travailler dans la bandedite à sécurité oculaire autour de 1,5 μm.Malgré un effort conséquent ces der-nières années pour fabriquer en Europeun capteur SWIR intensifié, les États-Unisrestent aujourd’hui en situation demonopole sur ce type de capteurs. L’ISLa réalisé récemment un système d’ima-gerie active à crénelage temporel à sécurité oculaire, comme le montre lafigure 6.Ce système est composé d’un laser émet-tant des impulsions de 65 mJ à la



TRIOPTICS FranceTél: 04 72 44 02 03Fax: 04 72 44 05 06www.trioptics.fr

UN UNIVERS DE PRÉCISION

• Solutions complètes pour le test des systèmes optiques

• Interféromètres, goniomètres, collimateurs, autocollimateurs, bancs de tests, bancs de FTM…

• Mesure de focale, centrage, front d’onde, FTM, topographie…

• Applications en R & D et production.

• Développements spéciaux.

Banc de FTM UV-Vis-IR

Interféromètre dynamique

UV-Vis-IR

Logicield’analyse

Goniomètreabsolu

Contrôle en production

Tests en R & D

Figure 5. Imagerie active à 808 nm à diffé-rentes distances et pour différents scénari :(a) surveillance de frontière (4 km) ; (b) scènede 2 km de profondeur ; (c) vision à traversune vitre (300 m).

cadence vidéo et à la longueur d’ondede 1,574 μm. Homogénéisé et collimaté,le faisceau d’éclairage possède une diver-gence de 1,5° x 1,0° et s’inscrit parfaite-ment dans la zone visualisée par le cap-teur. La portée du système est de 3 kmet grâce à des impulsions ultracourtes demoins de 10 ns ; il fonctionne de jourcomme de nuit. La figure 7 montre quel -ques résultats obtenus par ce système àune distance de 1 km en plein jour. Onmet en évidence ici la faculté du créne-lage temporel à isoler un objet de sonarrière-plan grâce à l’utilisation d’impul-sions laser et de durées d’intégration trèscourtes. De même, les saturations duesaux reflets sur l’eau ne sont pas intégréespar le capteur. On note enfin l’absencetotale de speckle (image présentant unaspect granuleux due à la cohérence dela source d’éclairage), malgré l’utilisationd’un laser solide avec une très forte cohérence. Ce fait est dû à notre procédéoriginal de collimation de la lumière laserpar lequel nous nous efforçons de dé -truire la cohérence spatiale de la source.Le challenge actuel est de pouvoir inté-grer dans ces systèmes à sécurité oculairedes capteurs dits « ITAR-free », c’est-à-dire qui ne dépendent pas des lois amé-ricaines ITAR (International Traffic inArms Regulations). Plusieurs pistes trèsprometteuses sont en cours d’études.

Imageurs actifs dans le visible

Nous avons mis en évidence que l’ima-gerie active à crénelage temporel peutapporter un gain de visibilité dans lesmilieux turbides. Cette turbidité peutêtre particulièrement importante sousl’eau, et les systèmes destinés à la vision

sous-marine doivent fonctionner à deslongueurs d’onde permettant une bonnepropagation dans ce milieu particulier. Lafigure 8 montre que le spectre visiblecompris entre 450 et 600 nm est le plusadapté à la propagation sous l’eau, la longueur d’onde du laser YAG à 532 nmétant un bon compromis pour une pro-pagation maximale en eau claire aussibien qu’en eau trouble.La figure 9 montre le prototype d’ima-gerie active réalisé pour la vision sous-marine et un résultat expérimental. Pour assurer des performances maxi-males, le système fonctionne avec de très courtes impulsions de lumière, del’ordre de la nanoseconde, permettant



Figure 7. Imagerie active à 1,5 μm en envi-ronnement maritime. L’image (a) dans le visi-ble (1 km) montre la saturation d’un capteurclassique due au coucher de soleil dans l’axede la prise de vue. Les images (b) et (c) mon-trant un bateau respectivement avec et sansl’arrière-plan, mettent en évidence la capa-cité du système à sélectionner la tranche d’es-pace à visualiser.

Figure 9. Imageur actif pour la vision sous-marine dans son enveloppe étanche et visua-lisation d’une scène entre 12 et 18 m de dis-tance dans une eau possédant une visibilitéinférieure à 10 m.

Figure 6. Système d’imagerie active moyenneportée à sécurité oculaire.

Figure 8. Propagation des longueurs d’ondesous l’eau.

une délimitation très nette de la zonevisualisée en profondeur.Dans tous les cas, les contraintes phy-siques dues à l’absorption et à la diffusionde la lumière dans l’eau limitent l’utili-sation de l’imagerie active sous-marineà des portées maximales de 100 à 150 m(eau pure et limpide). En eaux très tur-bides, où la visibilité naturelle n’est quede quelques mètres, voire inférieure aumètre, des études systématiques ontmontré que le recours à l’imagerie activepermettait de gagner en moyenne unfacteur 3 en distance de visibilité. Si l’onprend le cas d’un plongeur dans une eauoù la visibilité n’est que d’un mètre(absorption égale à 4m-1), le recours àl’imagerie active à crénelage temporelpermettra de porter cette distance devisibilité à environ 3 m. Il est à noter icique le recours à l’imagerie active polari-métrique circulaire permet une amélio-ration significative de la qualité d’imageen vision sous-marine. Ce point estactuellement à l’étude à l’ISL.

Imagerie active polarimétrique

Généralement, le procédé d’homogé-néisation et de collimation de la lumièrene détruit pas la polarisation du faisceaud’éclairage. On peut donc, par une sim-ple analyse polarimétrique de la lumièreréfléchie par la scène, procéder au cal-cul du degré de polarisation pour chaquepixel de l’image. La figure 10 montre unexemple d’imagerie active polarimé-trique à une longueur d’onde de 808 nmet à une distance de 300 m.Globalement, on voit une nette diffé-rence entre l’image d’intensité et les ima -ges du degré de polarisation circulaire

ou linéaire, dans le sens où les objetsmanufacturées se différencient du fondnaturel dans ces deux dernières. De mê -me, le véhicule du centre et dont la réflec-tance spectrale à 808 nm est très faible,apparaît clairement en imagerie polari-métrique.

Détection d’optique pointée

La détection d’une optique pointée estl’une des capacités intrinsèques à la tech-nique d’imagerie active. Comme le sys-tème possède sa propre source d’éclai-rage, tout élément rétro-réfléchissantprésent dans la scène sera clairement visi-ble par la saturation du capteur que sonreflet intense et directif va engendrer.Cet effet « œil de chat » permet de détec-ter des optiques pointées à plusieurs kilo-mètres. La figure 11 illustre la détectiond’une optique pointée à une distance de2,5 km à la longueur d’onde de 800 nm.L’ISL a entrepris la caractérisation systé-matique de la signature optique des cin-quante lunettes de snipers les plus utili-sées sur le théâtre d’opération. Cettebase de données nous a permis de met-tre au point des méthodes de différen-ciation des optiques pointées par rapportà des rétro-réflecteurs se trouvant dans le champ visualisé, ce qui élimine un



Figure 10. Imagerie active polarimétrique,comparaison des images d’intensité, du degréde polarisation circulaire et du degré de pola-risation linéaire.

Figure 11. Détection d’optique pointée à unedistance de 2,5 km (système à 800 nm).

grand nombre de fausses alertes. Ces tra-vaux se poursuivent par l’étude de l’uti-lisation de LED comme source de lumièredans les détecteurs d’optiques pointées.

Reconstruction 3D

Deux méthodes originales de restitutionde la scène en 3D ont été mises au point :la première est basée sur l’acquisitiond’une séquence d’images tomogra-phiques ; la seconde utilise l’analyse duprofil d’intensité dans la tranche delumière (figure 12). Dans les deux cas,on peut digitaliser en 3D des objets kilo-métriques comme des objets centimé-triques en fonction de la durée d’impul-sion utilisée.

3D par tomographie

C’est la méthode la plus longue, car il fautparcourir l’ensemble de la profondeurde la scène avec une tranche de lumièreplus ou moins fine [4]. Néanmoins,comme l’acquisition de la séquenced’images tomographiques est complète-ment automatique, cette opérationprend de quelques secondes à quelquesdizaines de secondes selon la profondeurde la scène et la résolution souhaitée.Une série de traitements appropriés,organisés en trois grandes étapes, per-mettent de construire un modèle 3D élé-mentaire. La première étape consiste à

effectuer un filtrage temporel du bruità partir de plusieurs images tomogra-phiques prises à la même distance d’ob-servation. Puis une opération de seg-mentation permet l’élimination desparties non éclairées et des sources delumière parasite. Enfin, l’informationpertinente est positionnée dans unmodèle de scène 3D en respectant les dis-tances d’observation. Les résultats obte-nus par cette méthode sont illustrésfigure 13, le positionnement du curseurpermettant une télémétrie de chacun despixels de l’image.La seule contrainte pour permettre letemps réel est le recours à une puissancede calcul conséquente et donc l’emploide processeurs graphiques spécialisés(GPU) qui sont toutefois relativementcourants puisqu’ils équipent la plupartdes cartes graphiques récentes.

3D à deux images

C’est dans un souci de préservation de lafurtivité du système que cette méthodea été développée. Plutôt que de balayerla scène avec une tranche de lumière trèsfine, on effectue deux prises de vue dela scène, légèrement décalées en pro-fondeur grâce à deux impulsions delumière.Comme on sait que la répartition d’in-tensité dans la tranche de lumière repré-sente la convolution temporelle entre le

pulse de lumière et l’ouverture de lacaméra, il existe une relation simple entrele niveau de gris et la distance de chaquepixel de l’image [5,6]. La figure 14 mon-tre quelques résultats obtenus avec cetteméthode.À partir de la z-map et de la texture, quiest l’image de la scène en niveaux de grisou en couleur, on peut reconstruire lascène 3D en niveaux de gris ou en cou-leur selon la texture que l’on appliquesur le modèle 3D. Le système d’imagerieactive actuellement en cours de déve-loppement intègrera la fonctionnalité dedigitalisation 3D de la scène selon le prin-cipe à deux impulsions avec le plaquagede la texture couleur de la scène si ontravaille en vision de jour.

Vers de nouveaux systèmesopérationnels

L’imagerie active, de par son potentieldans le domaine de l’observation d’unescène à grande distance, dans des condi-tions météorologiques dégradées et enl’absence totale de lumière, donnera àson utilisateur une supériorité technolo-gique évidente. L’ISL a développé dans



Figure 13. Scènes reconstruites en 3D à par-tir d’images tomographiques : (a) scène de1,5 km de profondeur (500 à 2000 m) ; (b) scènede 50 cm de profondeur à 10 m.

Figure 12. Deux méthodes de digitalisation 3D de la scène, la première tomographique, laseconde ne nécessitant que deux impulsions de lumière.

ce domaine un savoir-faire et une com-pétence qui lui permettent aujourd’huide concevoir et de réaliser des systèmesrobustes, intégrés et performants, utili-sables dans différents cas d’observationsréputés être des environnements diffi-ciles, comme les projectiles, les missiles oules drones, mais aussi intégrables sur desplateformes terrestres comme les blin-dés ou les véhicules légers.En collaboration avec les forces depolice française et allemande, l’effort estaujourd’hui mis sur les systèmes à sécu-rité oculaire pour leur utilisation dans ledomaine de la sécurité intérieure. Lestechniques de reconstruction 3D consti-tuent également une part importantede notre activité puisqu’elles offrent aux militaires une réelle possibilité

d’immersion dans le théâtre opération-nel et donc une perception très pointuedu champ de bataille. Ce type de fonc-tionnalité fera sans aucun doute consi-dérablement évoluer les scénarios d’en-gagement des troupes lors des conflitsfuturs. �

RemerciementsLes auteurs tiennent à remercier E. Bacher,N. Metzger, J.-M. Poyet, J.-P. Runser,S. Schertzer, membres du groupe OVE, et E. Bieber, G. Schmitt, membres du groupe OSV, pour leur implication dans les travaux décrits dans cet article.

Références

[1] L. F. Gillespie. Apparent illumination as a func-tion of range in gated, laser night-viewing systems.JOSA 1966; 56: 883–887.

[2] Y. Lutz, F. Christnacher. Laser diode illuminator fornight vision on board of a 155 mm artillery shell. Aerosense and defence sensing. April 21-25, 2003,Orlando/FL, USA.

[3] F. Christnacher, Y. Lutz, D. Monnin. Systèmes d’ima-gerie active portables et embarquables dans diffé-rents vecteurs d’observation. OPTRO 2005, 9-12 mai2005, Paris, France.

[4] D. Monnin, A. Schneider, F. Christnacher, Y. Lutz. A3d outdoor scene scanner based on a night-visionrange-gated active imaging system. Third Internatio-nal Symposium on 3D Data Processing, Visualizationand Transmission. 3D PVT 2006, Chapel Hill, NC, US,June 14-16, 2006, Proc. IEEE 3, 938–945.

[5] M. Laurenzis, F. Christnacher, D. Monnin. Long-range three-dimensional active imaging with super-resolution depth mapping. Optics Letters 2007;32(21): 3146-3148.

[6] M. Laurenzis, F. Christnacher, N. Metzger, E. Bacher,I. Zielenski. 3d range-gated imaging at infrared wave-lengths with super-resolution depth mapping. Proc.SPIE 2009; 7298: 729833.



Figure 14. Scène 3D à partir de deux images :(a) une des deux images utilisées ; (b) la z-map de la scène ; (c) la représentation enimmersion de la scène.

kHz Solid State

High Energy YAG

Ultrafast Systems

Tunable Systems

oituloSresaLevitavonnrtsudnIdnaecneicSrof

smetsyStsafartlUemtosecond oscillators, terawatt system

179 nm - 22 μm tunable systems

smetsySGAYYAygrenEhgiHto 8 Joules

smetsySetatSdiloSztreholiKolid state lasers for Industrial applicatio

smetsySelbanuTdnocesonaN

ny

m

on

s

venue de la Baltique22 Avetteillebon sur Y91 140 V

el: 01 69 74 13 80TEmail: [email protected]

Serving France for over 25 years

yor Science and Research, 205 nm-2550 n

Serving France for over 25 years

nm

Participez à la rédactionde Photoniques !

Si vous souhaitez partager avec les lecteurs de Photoniques vos résultatsde recherche, envoyez-nous vos pro-positions d’articles ! Une vingtaine de lignes présentant l’objectif visé etles avancées réalisées permettront au comité de rédaction d’émettre unavis. Nous vous proposerons alors, lecas échéant, un planning de parution.

Contact : Françoise MétivierTél. : + 33 6 30 98 48 [email protected]

52 CAHIER TECHNIQUE


Technologie des lasers à cascade quantique

Le laser à cascade quantique (abrégé enQCL pour Quantum Cascade Laser) est unlaser à semi-conducteur pouvant émet-tre de l’infrarouge moyen à l’infrarougelointain, dont le principe d’émission parcascade quantique a été initialement proposé par R.F. Kazarino et R.A. Sursisen 1971, mais qui a été réellement misen œuvre pour la première fois aux Labo-ratoires Bell en 1994 par Jérôme Faist,Federico Capasso, Deborah Sivco, CarloSirtori, Albert Hutchinson, et Alfred Cho.Contrairement aux autres lasers à semi-conducteurs, de type diode laser, dont laradiation électromagnétique provient de la recombinaison d’une paire élec-tron-trou à travers le gap (transitioninter-bandes), les QCL sont unipolaireset l’émission laser est obtenue par tran-sition inter-sous-bande d’une structure àconfinement quantique, un puits quan-tique, composée d’une multitude d’hé-térostructures à la suite. Ce confinement

quantique est créé à l’intérieur de la structure des sous-bandes d’énergie. Unélectron de haute énergie de la bandede conduction « tombe » alors dans lepuits quantique, tout d’abord sur la sous-bande supérieure, puis est relaxé en tombant sur la sous-bande inférieure, enémettant un photon d’énergie équiva-lente à l’énergie entre ces deux sous-bandes. On parle alors d’émission partran sition inter-sous-bande.Les possibilités offertes par l’ingénieriequantique de la structure permettent auQCL d’émettre à des longueurs d’ondeoù très peu de sources compactes exis-tent. Il s’agit des gammes spectrales du moyen infrarouge (MIR) des pluscourtes longueurs d’onde comme2,75 μm jusqu’à 161 μm (1,9 THz). Lesperformances actuelles des QCL per-mettent d’avoir des lasers fonctionnantà température ambiante de 3,5 à 13 μm,les longueurs d’onde longues deman-dant encore des refroidissements cryo-géniques.

Largeur de raie fine, accordabilité, brillance spectrale

La courbe de gain d’un laser à cascadequantique peut être assez large, souvent

supérieure à 500 cm-1. L’utilisation d’unréflecteur DFB (Distributed FeedbackLaser) ou d’une cavité externe ECqcL™(External Cavity quantum cascade Laser)permet de rétrécir la largeur spectralejusqu’à des valeurs faibles de l’ordre de 0,00002 cm-1 (soit environ 0,5 MHz).Dans les deux architectures, on peutaccorder la longueur d’onde soit parvariation de la température dans les DFB(quelques cm-1), soit par la rotation d’unréseau de diffraction dans les cavitésexternes ECqcL™ (plusieurs centaines de cm-1). On obtient ainsi une source lasertrès fine et largement accordable sur lestransitions fines d’absorption dans lesgaz.La deuxième solution a été choisie parDaylight Solutions (figure 1). Le chip degain est monté entre deux lentilles decollimation qui permettent de collimaterle faisceau très divergent des QCL. Leréseau de diffraction sélectionne spec-tralement un intervalle spectral fin etforce le chip à émettre une largeur de raieétroite dont la longueur d’onde varieavec la rotation du réseau. La cavité est montée selon un schéma dit doubleLittrow afin de réduire le déplacementlatéral du faisceau pendant le balayage,

Lasers à cascade quantique dans les applications militaires modernesLes lasers à cascade quantique ont connu ces dernières années un développement important, sortant deslaboratoires pour devenir des produits commerciaux. Leurs caractéristiques très particulières, notamment leurcompacité alliée à leurs différentes longueurs d’onde d’émission dans le moyen infrarouge, en font un outil de choixpour les applications militaires modernes.

Costel SUBRAN Président-Directeur GénéralOpton Laser [email protected]

Michael RADUNSKY Product Marketing ManagerDaylight [email protected]

Michael HENSON Defense Market Business Development OfficerDaylight [email protected]

Figure 1. Schéma de la cavité externe Littrow d’un QCL.



schéma également plus efficace que lacavité Littman-Metcalf.Les longueurs d’onde commercialementdisponibles en cavité externe sont indi-quées dans la figure 2, avec les courbesd’accordabilité et les puissances dispo-nibles.La majorité des applications dans le MIR(moyen infrarouge, soit une plage spec-trale allant de 3 à 20 μm) demandent descourbes d’accordabilité larges, afin decouvrir un large spectre. Les fabricantsde chips QCL arrivent à fournir des chipsavec des courbes de gain de plus en pluslarges, jusqu’à 500 à 600 cm-1 (figure 3).

Applications militaires

La disponibilité des nouvelles sourceslaser ECqcl accordables a ouvert la voie àdes analyses et diagnostics pour les appli-cations militaires. Cette région spectraleest intéressante pour deux raisons :– l’atmosphère est transparente à cer-taines longueurs d’onde MIR (figure 4) ;– un bon nombre de molécules ont desabsorptions fondamentales assez fortes,ce qui permet leur détection et identifi-cation même en faibles concentrations.

La figure 5 décrit des espèces identifia-bles en MIR par les sources laser ECqclincluant les explosifs, toxines ou agentsneurotoxiques. La sensibilité de détec-tion atteint des concentrations extrê-mement faibles, de l’ordre du ppt (partsper trillion).

Imagerie spectrale et détection des substances

La faible divergence, la forte brillancespectrale, une large accordabilité et l’ac-cès à la quasi-totalité de la bande MIRfont de ces nouveaux lasers des sourcesidéales pour les applications d’imageriespectrale.Une des applications clés est la détec-tion à distance des explosifs et des agentsneurotoxiques. La majorité des espècesprésentent des absorptions dans larégion allant de 6 à 10 μm et peuventêtre dorénavant détectées avec des spec-tromètres MIR. Les recherches récentesdans ce domaine ont permis de

Figure 2. Courbes d’accordabilité des ECqcL™ en régime continu. Les courbes en rouge correspondent aux longueurs d’onde disponibles en 2011.

Figure 3. Graphe d’évolution des courbes de gain des QCL depuis 1994.

Figure 4. Spectre de transmission de l’atmosphère, du visible à l’infrarouge, avec les princi-pales sources d’absorption.

54 CAHIER TECHNIQUE Lasers à cascade quantique dans les applications militaires modernes


détecter et discriminer des quantitésd’explosifs de l’ordre du nanogrammesur des distances jusqu’à 50 mètres. Plusieurs techniques ont été mises enœuvre : imagerie thermique, photoa-coustique et imagerie multispectrale.L’imagerie thermique exploite le fait quelors de l’absorption de la lumière infra-rouge par un composant, celui-ci réémetd’une façon isotropique la plupart de laradiation absorbée sous forme de cha-leur, ce qui peut être imagé avec descaméras MIR.Chaque élément analysé de l’échantillonilluminé avec le laser ECqcl émettra dela chaleur sélectivement pendant lebalayage en longueurs d’onde de lasource et sera identifié avec la camérathermique.La figure 6 est une démonstration decette technique. Le laser illumine un

échantillon avec quelques traces de saccharine et la détection est assuréeavec une caméra (bolomètre). Quand lelaser est en résonance sur le pic d’ab-sorption de la saccharine, on observel’image thermique et les traces surl’échantillon.

Contre-mesures infrarouges

Des progrès technologiques récents ontpermis d’obtenir des QCL à des puis-sances supérieures à 5 W, à températureambiante. La combinaison de ces puis-sances et d’un packaging adapté a vu lanaissance d’une nouvelle générationd’instruments de contre-mesures infra-rouges. Ces lasers « tous solides », quiopèrent dans la fenêtre atmosphérique,sont utilisés par les pointeurs/trackerspour désamorcer le mécanisme de re -cherche thermique utilisé dans les mis-

siles sol/air. Des essais ont été effectuésavec des puissances de plus de 15 W enutilisant des sources multi-QCL, sourcesqui ont été caractérisées en tests de volsur hélicoptères.

Illumination, balisage, communicationespace libre

Comme les méthodes SWIR (Short WaveInfra Red) sont devenues disponiblesfacilement, le besoin de maintenir unavantage militaire a orienté le dévelop-pement des sources et détecteurs vers lemoyen et lointain infrarouge. L’identi-fication « ami ou ennemi » par l’illumi-nation à ces longueurs d’ondes via dessources laser portables est facilitée parl’usage d’un système de balises et détec-teurs codés. Ce système de communica-tion et de localisation des personnes sur les champs de bataille et la faible

Figure 5. Représentation graphique des absorptions des principales molécules.

Figure 6. Imagerie thermique.Figure 7. Ce laser continu MIR « flashlight » à 4,8 μm émettant 1,35 mW, est « visi-ble » sur une cible à 225 m (450 m aller-retour).

consommation d’énergie des semi-conducteurs font de cessources QCL l’outil moderne pour les communications sécuri-sées en espace libre.

Pointeurs tactiques et illuminateurs

La technologie ultra-compacte des QCL et leur relative fortepuissance offrent la capacité d’équiper les troupes avec des pointeurs MIR et LIR pour des distances comprises entre200 et 1000 mè tres, sans le risque d’être détectés. Montés sur des fusils, ils sont indétectables par les caméras fonc-tionnant dans le proche infrarouge ou les intensificateurs delumière vision de nuit. Ces pointeurs peuvent identifier descibles, designer des aires d’atterrissage ou servir tout simple-ment comme signal de communication (figure 7).

Balises de signalisation

Ces balises peuvent avoir un usage militaire ou civil. L’utilisa-tion des balises MIR et LIR par les militaires dans le do maineIFF (Identification Friend or Foe, « ami ou ennemi ») est à l’étude.La recherche des pilotes d’avions de chasse abattus et leur sau-vetage en uti lisant des signaux non détectables est l’une despréoccupations des armées modernes. Les simples pointeursprototypes de faible puissance ont permis une détection enpleine lumière à plus de 1000 mètres. L’efficacité accrue desQCL et l’amélioration des visualisateurs et des caméras per-mettront d’obtenir des visibilités de plusieurs dizaines de kilomètres.

Communications en espace libre

Les communications MIR et LIR entre émetteur et récepteur, àla différence des communications RF, sont indétectables, et laprobabilité d’interception est quasiment nulle (figure 8). Leslasers QCL peuvent être modulés de 100 MHz à 1 GHz, assurantun bon taux de transmission. �

Les auteurs tiennent à la disposition des lecteurs une bibliographie pour illustrercet article.



Figure 8. Communications en espace libre et sécurisé, indétectables.

Modulateur Spatial de lumièreLCOS

La technologie LCOS* pour un contrôle parfait du front d’onde

• Précision & grande linéarité de la modulation en phase

• Plus de 2 de modulation

• 95% de réflectance & haut rendement de diffraction

• Haute tenue aux fl ux optiques• Gamme spectrale de 400 à 1 600 nm

• Version OEM industrielle disponible

• Mode réflectif

[email protected] - Tél. +33 1 69 53 71 00

* LCOS : Liquid Crystal On Silicon

Le speckle objectif

Lorsque l’on observe sur un écran lafigure de speckle générée par la diffusiond’une onde sur un objet diffusant à unedistance suffisante, on peut remarquerque la structure moyenne du grain despeckle – encore appelé tavelure ou ima -ge d’aspect vermiculé – est très dépen- dante de la forme même de l’objet. C’estce que l’on appelle une image de speckleobjectif. Dans cette partie nous allonspréciser quelques propriétés spatiales duchamp et de l’éclairement présents dansle voisinage immédiat d’un point del’espace noté M. Nous mettrons ainsi en évidence l’ef-fet de l’étendue spatiale des sourcessecondaires sur la forme en 3 dimen-sions du grain du speckle objectif. Pourcette étude, nous évaluerons l’expres-sion de la corrélation du champ en Mavec le champ présent dans son voisi-nage en M’. L’expression de cette cor-rélation prendra une forme simplelorsque l’angle solide sous lequel l’ob-jet diffusant est vu du point M sera

relativement petit. Dans le cas d’unesource diffusante à symétrie circulaire,nous en déduirons une estimation desdimensions transversales et longitudi-nales du grain de speckle. Ces caractéris-tiques sont alors similaires à celles quel’on peut rencontrer dans l’image d’unobjet dif fusant quelconque obtenue parun système optique à pupille circulairelorsque l’objet est soumis à un éclairagespatia lement cohérent. L’image est alorsentachée d’un bruit dû à un autre type de speckle, appelé speckle subjectif. Legrain de ce speckle subjectif possède des caractéristiques en dimensions quine dépendent plus de l’objet mais uni-quement de la forme de la pupille. Ce speckle subjectif se rencontre égale-ment dans d’autres modalités d’imagerie,comme l’imagerie ultrasonore médicaleet l’imagerie radar ou sonar à synthèsed’ouverture.

Configuration expérimentale

Considérons une distribution de sourcessecondaires discrètes (figure 1).Chaque source secondaire est excitée par une source primaire S ponctuelle etmonochromatique de vecteur d’onde

(par exemple un laser épuré). Ces sources secondaires émettent parconséquent des ondes synchrones dansl’espace.

Effet de l’étendue de la source diffusante sur les propriétés spatialesdu champ et de l’éclairement

Le champ au point M sera le résultat del’interférence de N ondes notées Un pro-venant des N sources secondaires éclai-rées par la source primaire S1.

Dans cette expression, SPn et PnM repré-sentent les distances séparant les points

correspondants. Appelons Bn la quantité où An traduira l’effet du centre diffu-seur produit sur l’amplitude complexede l’onde émise et un éventuel dépha-sage variable suivant l’état de polari-sation de l’onde incidente.

Que peut-on attendre du champ et de l’éclairement au point M ?

La distribution aléatoire des centresdiffuseurs dans le volume d’un objetou dans l’épaisseur de son revêtement

U M( ) = Us

exp ikSPn( )SPn

An

exp ikPnM( )PnMn

Us

exp ikSPn( )SPn

An

56 DÉCOUVRIR comprendre

Transmission désordonnée et speckle

Faire une image, un hologramme, une mesure en métrologie, utiliser une pince optique pour manipuler unecellule, une macromolécule, propager un faisceau laser, conjuguer plusieurs faisceaux pour accumuler leurénergie en un point précis de l’espace à l’instant souhaité, oblige à propager ces faisceaux dans des milieuxvariés soumis à diverses contraintes. Ces faisceaux peuvent traverser non seulement des milieux gazeux, liquidesou solides dans lesquels des fluctuations de concentrations figées ou non sont susceptibles d’exister, mais aussides interfaces immanquablement soumises à des rugosités d’échelles variées. Bref, la lumière rencontre sur sonchemin de nombreux obstacles avant d’arriver sur le capteur, la photodiode à avalanche, une simple caméra, unspectroscope ou un imageur multispectral.Nous nous intéresserons dans cet article à décrire la principale conséquence d’une interaction avec un milieudésordonné, à savoir l’apparition d’un bruit ou d’un signal nommé « speckle », celui-ci pouvant être objectif ousubjectif.


Jean TABOURYLaboratoire Charles FabryInstitut d’Optique Graduate [email protected]

Figure 1. Configuration expérimentale.

autour du point M à un instant précis.Pour répondre à cette question, il seranécessaire d’évaluer la corrélation duchamp présent en M avec celui présentdans son voisinage M’ (figure 2). Cela revient à estimer le moment com-posé d’ordre 2 où l’étoilereprésente le complexe conjugué. Enremplaçant U(M) et U*(M’) en fonction deBn nous obtenons une expression quel’on peut développer au premier ordredans une hypothèse satisfaisant l’ap-proximation de Gauss2 c’est-à-dire lorsquel’on considère le point M situé à une distance d suffisamment éloignée del’objet. Cette approximation permet decaractériser simplement l’aspect spatialde cette figure de speckle.

Corrélation transverse

Dans un souci de simplification, les pointsM et M’ sont situés dans un même plan àla distance d des sources que nous consi-dérerons elles-mêmes comme distribuéesdans un plan parallèle au précédent.L’équation se simplifie et nous admet-trons qu’elle peut prendre la forme sui-vante :

Là encore, afin de clarifier la démonstra-tion, nous considérons que la luminanceapparente L(x,y) de cette distribution desources dans le voisinage d’un point Ppeut être évaluée à partir de la densitélocale de ces sources.

U M( )U* M( )

U M( )U* M( ) = BnBn* exp i

k

dxPn

xM xM( ) + yPnyM yM( )( )

n

comprendre DÉCOUVRIR 57


donne à cette variable complexe des pro-priétés statistiques particulièrement inté-ressantes. L’une de ces propriétés carac-térise la distribution des différences demarche entre tous les rayons qui viennentinterférer en M. À l’échelle de la longueurd’onde, il est facile de se convaincre quecette distribution modulo 2� sera uni-forme sur l’intervalle [–�, +�].En conséquence, la valeur moyenne at -tendue du champ complexe en ce point Mde l’espace est nulle. Il n’en est pas demême de son module, qui suit une loi deRayleigh alors que sa phase est unifor-mément repartie sur le cercle trigonomé-trique. On dira dans ce cas que le speckleest pleinement développé.La deuxième conséquence réside dans la densité de probabilité attendue del’éclairement mesurable en M. Cette den-sité de probabilité suit une exponen-tielle décroissante à condition que lamesure soit faite sur une surface trèspetite à l’échelle du grain de speckle etdans un temps suffisamment court si desmouvements relatifs des sources secon-daires existent. Il s’en suit que le rapportde l’écart type à la moyenne est égal à 1.

Évaluation de la corrélation deschamps dans le voisinage du point M

Pour une réalisation donnée, si le champet l’éclairement suivent les lois décritesprécédemment, il est intéressant de prévoir le comportement de ces gran-deurs lorsque l’on se déplace légèrement

Figure 2. Configuration expérimentale en rétrodiffusion.

Cette somme discrète peut alors s’éten-dre à une intégrale continue dans le plan contenant les sources secondaires.Dans ces conditions, elle conduit à unrésultat remarquable d’une très grandeimportance en optique : la corrélation duchamp dans le voisinage du point Ms’identifie à la transformée de Fourier dela luminance apparente de la scène dif-fusante :

Le degré de cohérence du champ s’ob-tiendrait par simple normalisation decette équation.

Exemple

Afin de se fixer les idées, considérons unepastille circulaire de diamètre � sur la -quelle une distribution uniforme de gra-nules de très petites dimensions consti-tuera l’ensemble des sources secondaires.Cette pastille est éclairée par un laser delongueur d’onde �et le champ est observéà la distance d. L’application du résultatprécédent nous permet d’évaluer le dia-mètre caractéristique de la corrélationtransverse. On montre que ce diamètreest de l’ordre de grandeur de . Un cal-cul différent nous amènerait à évaluer lacorrélation axiale du champ lorsque l’ons’éloigne de l’objet. Son évaluationconduit à une longueur de l’ordre de

U M( )U* M( ) TF L x, y( ) x x( )d,

y y( )d

d

grandeur de . Le volume dans lequelle champ possède une corrélation cer-taine est dans ce cas un ellipsoïde allongé.La connaissance de ces caractéristiquesspatiales est importante pour des appli-cations dans lesquelles ce champ doitinterférer avec une onde de référencecomme en holographie classique ounumérique. Dans ce cas, cet aspect désor-donné de la répartition du champ et del’éclairement doit être considéré commeun véritable signal car il renferme uneinformation sur l’objet et ne peut êtreconfondu avec un bruit.On remarque que l’on retrouve égale-ment ce concept de volume de corré la-tion ou de cohérence dans l’analyse du fameux théorème de Zernike etvan Cittert.

Moment d’ordre 2 de l’éclairement

Étudier le moment d’ordre 2 de l’éclaire-ment ou sa corrélation oùl’éclairement I(M) s’identifie au produitdu champ par son complexe conjugué,permettra d’estimer la taille caractéris-tique des grains de speckle observablessur l’écran dont nous avons parlé anté-rieurement. La simple application d’unthéorème sur les moments gaussiens cen-trés d’ordre 4 permet d’évaluer rapide-ment la corrélation entre les éclairementsde deux points voisins, l’un en M l’autre

I M( ) I M ( )

d

2

en M’. Ce résultat que nous ne démon-trerons pas ici, fait intervenir la corréla-tion entre les champs aux points M et M’que nous avons déjà présentée :

Les fluctuations spatiales de l’intensité,caractéristiques de ces images de specklevermiculées, ont des dimensions tout àfait comparables avec celles que nousavons évoquées précédemment.Une des applications les plus simples etélémentaires de ce résultat repose surl’observation au travers d’un dépoli duspeckle provoqué par l’impact d’un fais-ceau laser focalisé sur une cible (figures 3à 6). Lorsque la focalisation sera bonne, legrain observé sur le dépoli sera le plusgros. Si de l’astigmatisme entache le

I M( ) I M ( ) I M( ) I M ( )( ) TF L x,y( )[ ] x x( )d

, y y( )d

2

58 DÉCOUVRIR Transmission désordonnée et speckle


Figure 3 (a,b). Speckle objectif produit par unobjet diffusant uniforme limité par un dia-phragme circulaire.

Figure 4 (a,b). Speckle objectif produit par unobjet diffusant uniforme limité par un dia-phragme rectangulaire dont la longueur est dix fois sa largeur.

Figure 5 (a,b). Speckle objectif produit àgrande distance par un objet diffusant uni-forme formé d’un anneau circulaire.

Figure 6 (a,b). Speckle objectif produit par unestatue située à grande distance.

3a 3b 4a 4b

5a 5b 6a 6b

point focal, l’orientation du grain rensei-gnera tout de suite sur l’aberration ren-contrée.

Effet du mouvement désordonné des sources secondaires sur l’évolution temporelle du speckle

Considérons un ensemble de sourcessecondaires soumises à une simple agita-tion thermique. Citons comme exemplele cas du mouvement brownien visible aumicroscope, comme les grains de pollenen suspension dans l’eau. Pour des struc-tures diffusantes de taille beaucoup pluspetite comme les macromolécules biolo-giques, les fluctuations temporelles duspeckle seront beaucoup plus rapides etriches en informations sur des paramètresphysiques comme les constantes de dif-fusion de ces molécules, en fonction parexemple de leur environnement aqueuxou du pH. Pour d’autres configurations,comme l’étude du séchage de peinturesou l’évaluation de la viscosité de certainscosmétiques, ou le suivi de cinétiquesphysico-chimiques, l’analyse du temps de décorrélation du speckle renseignerasur les paramètres physico-chimiques mis en jeu. Lorsque les échelles de des-cription des fluctuations de concentra-tion ou d’indice seront à beaucoup plusgrande échelle, d’une fraction de centi-mètre à quelques mètres, on ne parleraplus de diffusion mais d’aberrations dyna-miques du front d’onde et on utilisera des analyseurs de front d’onde (voir l’ar-ticle « L’analyse de surface d’onde » deJérôme Primot, publié dans le numéro 52

de Photoniques) et des optiques adap ta-tives pour traiter ce genre de problème.Dans la suite, nous nous restreindrons à la diffusion simple afin de décrire le prin-cipe de base de l’effet de cette dyna-mique sur la figure de speckle sans abor-der le domaine des grandes échelles.Considérons une structure désordonnéedans laquelle les centres diffuseurs sontanimés d’une distribution de vitessegérée par une loi de type Boltzmann.Appelons la vitesse au point . Durantle temps �, la distance parcourue sera

. Durant cet intervalle de temps,le champ au point M varie d’une petitequantité que l’on peut exprimer par undéveloppement limité au premier ordrede l’équation exprimant le champ aupoint M :

Dans cette expression nous pouvonsremarquer que le terme additionnelrevient à déphaser le champ Un(M) émisen chaque point à l’instant t d’une petitequantité �n proportionnelle au produitscalaire du gradient et du vecteur dépla-cement du point Pn :

On peut montrer que ce déphasage �n

peut encore s’écrire sous la forme sui-vante :

Ce déphasage fait intervenir l’angle �entre le rayon incident et le rayon diffuséau point comme indiqué dans la

PnPn = Vn

U M( ) = Un M( ) 1+ ik PnPn grad SPn + PnM( )( )n

Pn

V n

U M ( ) Un M( ) exp i n( )

n

2cos2

Vn cos( )

Pn

comprendre DÉCOUVRIR 59


ATTENTION!Haute

performance

Du Visible à l’ Infrarouge

Nombreuses configurations

Selon vos besoins

Fiables et robustes

FLEXPOINT ® -Modules Laser

www.lasercomponents.com

Diodes Laser

Figure 7. Représentation duvecteur sensibilité.

figure 7. Le vecteur représente le gradient de la somme. Ce vecteur estencore appelé vecteur sensibilité. L’angle� mesure l’angle entre le vecteur et le vecteur .La quantité �n dépend non seulement dela vitesse de déplacement du point , del’intervalle de temps �, mais aussi de lalongueur du vecteur et de l‘angle �entre le vecteur vitesse et le vecteur sen-sibilité.À une distance suffisante de l’objet, lanorme du vecteur peut être considé-rée comme pratiquement indépendantede la position du point . L’expression dela phase �n montre ainsi clairement que la sensibilité au déplacement sera très différente suivant la direction d’observa-tion. C’est cette propriété qui confère à cette technique son très large domained’application. Dans une configuration derétrodiffusion, la sensibilité au déplace-ment sera maximale et permettra d’aus-culter des échelles de fluctuation de l’or-dre de grandeur de la demi-longueurd’onde à des échelles de temps très courtde la microseconde à la nanoseconde.En revanche, dans l’axe des rayons inci-dents, la décorrélation de la phase entreles différentes parties du milieu testédécuplera de plusieurs ordres de gran-deur les distances et les durées de corré-lation. La propagation dans l’air surchauf -fé des jours de canicule donne une idéedu temps de corrélation des figures despeckle qui se rapproche alors plutôt del’ombroscopie et qui est connu sous la terminologie d’« ombre volante ».

Le speckle subjectif

Pour terminer, nous ferons simplementallusion à l’imagerie cohérente. Lorsquela source primaire est ponctuelle ou defaible étendue, le système d’imagerie estlinéaire en amplitude. Il se forme en pre-mier une image en amplitude de l’objetdont le capteur ne pourra enregistrer quele carré de son module. Cette superposi-tion cohérente des réponses percussion-nelles en amplitude, pondérées par lespropriétés de l’objet, forme un réseaudésordonné de franges d’interférencesdont les positions relatives des maximums

Pn

n

n

n

V n

Pn

n

et des minimums dépendront des diffé-rences de marche relatives entre lesrayons. Ce bruit, dû à ces interférencesdans cette image vermiculée, est appeléspeckle subjectif.On comprend ainsi qu’une modificationdes propriétés physiques de la surfaceaura de lourdes conséquences sur le résul-tat de cette figure d’interférence. Il suffitpour cela de regarder la partie droite del’image d’une simple diapositive éclairéepar un faisceau cohérent pour s’enconvaincre (figure 8). Quant à sa partiegauche, un disque dépoli tournant rapi-dement et situé en amont de la diaposi-tive a permis durant le temps de posed’une fraction de seconde de brouillerpresque totalement l’effet de ces frangesd’interférence désordonnées. Dans cesconditions, le bruit de speckle subjectif a totalement disparu. On montrerait que ce bruit, estimé par la racine de lavariance de l’image dans une zone homo-gène, décroît comme la racine du nombred’images de speckle décorrélées. Le sys-tème d’imagerie est alors devenu linéaireen éclairement dans sa partie gauche. Onmontrerait également que le support ducontenu spectral de la partie droite del’image et de son bruit n’est autre que lesupport de la FTM de l’optique. Un fil-trage passe bas réduirait bien sûr ce bruit,

mais au détriment du détail contenu dansl’image.Les conditions d’éclairage sont détermi-nantes, et sa maîtrise la principale mé -thode à retenir pour réduire ce type debruit. Pour que ce bruit disparaisse, ilimporte que l’objet soit spatialementcohérent. Cela est vrai uniquement lors -que l’ouverture numérique sous laquellel’objet voit la source primaire est supé-rieure à l’ouverture sous laquelle l’objetvoit la pupille du système d’imagerie. Si par un beau ciel bleu très pur vousregardez une pièce de monnaie ou la sur-face diffusante d’une plaque d’alumi-nium dépolie, vous ne serez pas sansremarquer que l’image de l’objet estentachée d’une texture vermiculée dontl’irisation colorée est caractéristique.Cette texture possède un aspect mouvantindépendant de l’objet. C’est la raisonpour laquelle ce bruit est dit subjectif. �

Pour en savoir plus…

B. Chu. Laser Light Scattering: Basic Principles andPractice. Academic Press, 2e édition, 1991.

J.-W. Goodman. Introduction à l’optique de Fourier età l’holographie. Masson,Paris, 1972.

J.-W. Goodman. Speckle Phenomena in Optics. Roberts& Company Publishers, Greenwood Village, CO, 2007,406 pages.

60 DÉCOUVRIR Transmission désordonnée et speckle


Figure 8. Image d’une diapositive éclairée par un laser. La partie gauche, plus nette, a été vue autravers d’un dépoli tournant à grande vitesse pour que de nombreuses images de speckle sub-jectif décorrélées se superposent sur le capteur durant le temps de pose. La taille du grain de lapartie droite est directement liée à l’inverse du diamètre de la pupille du système d’imagerie.

Agir sur la phase du signalUn modulateur de phase spatial, aussiappelé SLM (Spatial Light Modulator) estun système électro-optique utilisant unematrice de cristaux liquides commandésélectriquement pour apporter, en toutpoint d’une image, une modification dela phase du signal. L’action pouvant êtredifférente sur chaque point de la matrice,un modulateur de phase spatial est doncun système imageant. L’utilisation de matrices de cristaux li -quides offre en outre la possibilité de tra-vailler non pas sur des pixels unitairesmais sur des groupes de pixels correspon-dant à des zones de l’image traitée.

Permettant de corriger ou de moduler laphase d’une image, un SLM s’apparenteà un système d’optique adaptative avecdes différences fondamentales. S’il estpossible d’avoir plus de pixels et des systèmes plus compacts et plus rapides, la correction, contrairement à l’optiqueadaptative qui travaille avec des miroirs,donc des membranes continues, présentedes « trous » entre les différents pixels.Parallèlement, les modulateurs de phasespatiaux présentent plus de pertes que lessystèmes d’optique adaptative car lalumière traverse la ou les matrices de cris-taux liquides.

Les principales caractéristiquesà prendre en compte

La première caractéristique, qui dépendde l’image à travailler, est bien évidem-ment la taille et la forme de la matrice,

Acheter PRODUITS 61

Acheter un modulateur de phase spatialBasés sur l’utilisation d’une matrice de cristaux liquides, les modulateurs de phase spatiaux sont utilisés dans toutes les applications d’imagerienécessitant de travailler la phase du signal optique, mais aussi dans la mise en forme d’impulsions laser. Petit tour d’horizon des principalescaractéristiques à prendre en compte dans le choix d’un matériel.


Françoise MÉTIVIER

[email protected]

Les modulateurs de phase spatiaux ou SLM sont des systèmes compacts permettant de modifier la phase en tout point d’une image.

[email protected], France

Pour la BioPhotonique

• Boîtier compact et commun à toutes les longueurs d'onde

• Puissance jusqu'à 500 mW

• Bruit < 0,2% rms

• Stabilité < 1%

• Monomode longitudinal < 1 MHz

• Longueur de cohérence > 50 m

• Stabilité spectrale < 1 pm

• Jusqu’à 300 mW, TEM00

Pour la Spectroscopie et l’Interférométrie

��Monolithic DPSS Lasers

Laser Diode Modules

Lasers de l’UV à l’IR

375 405 445 488 515

532 553 561 640 785

405 473 532 553

561 640 660 785

��

celle-ci pouvant être linéaire, rectangu-laire ou hexagonale. Les matrices propo-sées par les différents constructeurs sontrelativement proches, et offrent typique-ment 500 x 600 pixels en forme rectan-gulaire ou 12 000 pixels en linéaire.

Un second point, beaucoup plus discrimi-nant car très différent d’un constructeurà l’autre, est le temps d’écriture de lamatrice, c’est-à-dire le temps nécessairepour venir appliquer un signal sur l’en-semble des pixels de la matrice. Cettevitesse conditionne aussi la fréquenceavec laquelle l’utilisateur va pouvoir venirappliquer une correction sur son image.

La sensibilité du système, c’est-à-dire sacapacité à écrire un grand nombre dephases sur un pixel, est aussi un pointimportant. Il conditionne la précisiond’écriture que pourra atteindre le SLM.Parallèlement la dynamique ou profon-deur d’écriture est liée à la possibilité detravailler sur une gamme allant de 0 à 2πou de 0 à 4π.

Parmi les caractéristiques liées directe-ment à la géométrie de la matrice, ontrouve le facteur de remplissage ou fillingfactor, qui traduit l’espace libre entre lespixels, espace sur lequel il sera impossibled’appliquer une correction. La résolutiondu système, liée à la taille des pixels, tra-duit, comme dans une caméra CCD parexemple, la plus petite zone sur laquellele système sera capable d’apporter unecorrection. Enfin, le cross-talk représentela capacité du modulateur de phase à

rendre les pixels indépendants. En effet,le fait de modifier un cristal influence très fréquemment les pixels voisins. L’effet peut être gênant si l’on veut avoirune modulation en « marches » ou aucontraire être bénéfique si l’on souhaiteavoir une modulation continue.

La dernière caractéristique, qui peut êtretrès différente d’un système à l’autre, estle taux de rafraîchissement. Celui-ci est liéau bruit de phase créé par la relaxationdes cristaux liquides entre deux impul-sions. En effet, ceux-ci, sollicités par plu-sieurs impulsions successives, reviennentdans leur position initiale. Ce bruit dephase, qui peut être plus ou moins impor-tant et donc plus ou moins gênant,conduit à une vitesse maximale à laquellel’utilisateur est capable de venir rafraîchirl’information. Cette vitesse peut aller dequelques centaines d’hertz à quelqueskilohertz.

La notion de plage spectrale de travailest un élément important, mais les SLMoffrent tout un choix de traitements

permettant de s’adapter aux besoins del’utilisateur. Les différents fournisseursproposent ainsi des modulateurs capablesde travailler sur les différentes régions du spectre.

La mise en forme d’impulsionsfemtosecondes

Développés à l’origine pour les applica-tions d’imagerie, les modulateurs dephase spatiaux sont aujourd’hui de plusen plus utilisés pour la mise en formed’impulsions femtosecondes. Dans cetteapplication, l’impulsion est envoyée surun réseau afin d’étaler spatialement sonspectre. Le SLM vient ensuite appliquerune phase différente sur chaque lon-gueur d’onde. Cela permet d’agir sur ladurée de l’impulsion. L’utilisation de deuxmodulateurs permet de travailler à la foisla durée et l’amplitude de chaque lon-gueur d’onde. �

Remerciements à Nicolas Treps, du labo-ratoire Kastler-Brossel, pour ses précieusesinformations.

62 PRODUITS Acheter un un modulateur de phase spatial


Société Marque vendue Contact

Hamamatsu Hamamatsu Laurent DemezetTél. : +33 1 69 53 71 00 – [email protected]

Laser 2000 Boulder Non Linear Rémy CarrassetTél. : +33 1 30 80 23 41 – [email protected]

Lot Oriel Cambridge Research & Instrumentation (CRI) Lionel SudrieTél. : +33 1 69 19 49 49 – [email protected]

Optoprim Holoeye Yann JolyTél. : +33 1 41 90 33 76 – [email protected]

Photon Lines Meadowlark Agnès RobertTél. : +33 1 30 08 99 00 – [email protected]

Les fournisseurs français de SLM

Soyez référencé dans notre rubrique Acheter !

Dans le prochain numéro de Photoniques, la rubrique Acheter sera consacrée auxdétecteurs infrarouges thermiques. Si vous commercialisez en France de tels compo-sants, faites-vous référencer dans notre tableau des fournisseurs en envoyant à notrerédaction le nom de votre société, la marque que vous commercialisez et les coor-données – nom, prénom, téléphone, mail – de la personne à contacter.

Découvrez à partir de début octobre sur notre site Internet www.photoniques.com lessujets qui seront abordés en 2012 dans notre rubrique Acheter !

[email protected]

Nouveautés PRODUITS 63

Laser à spectre fin

RIO, fabricant de lasers en ca-vité externe à spectre étroit, dis-tribué en France par PhotlineTechnologies, introduit unenouvelle source laser de labo-ratoire. La source laser ORIONoffre à 1550 nm une puretéspectrale inférieure à 3 kHz, unfaible bruit d’intensité relatif,un faible bruit de phase et unepuissance de 20 mW. Elle estdestinée aux applications delaboratoire pour lesquelles lastabilité et la précision en lon-gueur d’onde sont des critèresimportants, comme les cap-teurs à distance, les LIDAR, lescapteurs à fibres optiques ou lamétrologie.

Nouvelle version de Comsol Multiphysics

La société Comsol annonce lasortie de la dernière version de Comsol Multiphysics, sa solution de simulation multi-physique. La version 4.2 étendnotamment les applications

couvertes par Comsol avec troisnouveaux modules : Microflui-dics, Geomechanics, et Electro-deposition. La géométrie et le maillage, les solveurs, la vi-sualisation, et l’interface de Comsol ont aussi été mis à jour,améliorant encore la rapiditédes simulations.

Caméras rapides

Vision Research, filiale d’Ame-tek, présente deux nouvelles caméras qui complètent sagamme de caméras rapidesPhantom® série-V: les camérasrapides Phantom v1210 & Phan-tom v1610. Intégrant un cap-teur CMOS panoramique ex-clusif de 1280 x 800 pixels, ellespeuvent acquérir, en pleine ré-solution, 12 000 images par se-conde pour la Phantom v1210et 16 000 images par secondepour la Phantom v1610. Leurspixels de 28 microns offrentde plus une sensibilité élevée

lors de prises de vues en faiblelumière.

Analyseur Raman

AMS Technologies présente ledernier analyseur Raman por-table de FirstGuard qui permetde réduire les coûts d’analyse et les frais généraux. Puisqu’iln’y a nul besoin de contact oude préparation d’échantillon,les matériaux sont suscepti-bles d’être analysés à traversdes sacs en plastique, des em-ballages-coques, des conte-neurs en verre ou des tam-bours en plastique améliorantla sécurité des travailleurs faceà l’exposition aux produits chi-miques lors des inspections.

Algorithmes pour détecteurs

NTI annonce la sortie d'un nou-vel ensemble d'algorithmes de tone mapping dédié à sagamme de détecteurs d'ima-gerie Native WDR™. Ces algo-rithmes permettent d'afficher

des scènes avec un contraste degrande dynamique intra-scènesur un simple moniteur, sansperdre les informations de si-gnal. De plus ces algorithmessont capables de fonctionneravec des capteurs d'imagerie àsortie logarithmique tant enmonochrome qu’en couleur.

Caméra infrarouge

FLIR Advanced Thermal Solu-tions a développé une nouvel -le caméra infrarouge, laSC7100-NIR, destinée à répon-dre aux exigences d’une largegamme d’applications scienti- fi ques et industrielles. Sa con -ception lui permet de couvrir lagamme spectrale allant de 0,4 μm à 1,7 μm en procurantdes mesures de températureprécises et sans contact jusqu’à3000 ° C. L’intégration au sein de la caméra de toute l’élec-tronique nécessaire au traite-ment du signal et les interfacesCamlink ou GigE en font un ou-til fiable et prêt à l’emploi.


64

ACAL - BFi......................................................................................... 49Bullier Automation......................................................................... 27CVI Melles Griot ...............................................................................29Edmund Optics................................................................................ 15Excel Quantronix............................................................................. 51Forum de l’optique ......................................................................... 19Hamamatsu ..................................................................................... 55HTDS ................................................................................................ 39IDIL Fibres Optiques........................................................................ 24Imagine Optic............................................................................ 17, 24Laser Components .................................................................... 25, 59Laser Conseil.................................................................................... 45

Laser 2000........................................................................................ 21Micro-Contrôle / Spectra Physics ................................................ 9, 41Oxxius .............................................................................................. 61Photline ........................................................................................... 13Quantel...................................................................................... 25, 63Quioptic / Linos ................................................................................. 5Rofin Baasel..................................................................................... 37Scientec............................................................................................ 57Spectrogon...................................................................................... 35Trioptics ........................................................................................... 47Yenista ............................................................................................. 23

ACAL BFi ..........................27, 28AFOP ...........................3, 6, 20, 22Airylab ......................................20Alcatel-Lucent...........................12ALPhA Route des Lasers..............7ALPhANOV............................7, 20Amplitude Systèmes ...................7Amplitude Technologies ..............7AMS Technologies.....................63ANR ............................................9Anticipa ......................................8ATE ...........................................11Athéor ......................................11Azur Light Systems......................8

Capey Optronique ..............8, 12CEA.............................................7CEA-LETI .............................11, 14CEA-Liten..................................20CELIA ........................................14Centrale Marseille.....................18Cilas..........................................11CILEX ........................................22CISTEME .....................................9CMDO+ ......................................4CNOP ..................................11, 22CNRS ...............................4, 13, 14Coherent...................................28COLOQ........................................4Comité Richelieu.......................13Comsol .....................................63CREA PLUS................................11Crystal Device ...........................20

Daylight Solutions .................52DGCIS .......................................13Draka..........................................8

EADS .....................................12Edit Laser ....................................7Ekinops .......................................8

A

C

D

E

Elopsys........................................9EMA..........................................11ENSICAEN...................................4ENSSAT .................................4, 18Eolite Systems ...................7, 8, 20EPIC ..........................................12ESO...........................................14Espace Laser ......................3, 8, 22

Femto-ST ...............................14Fibercryst ..................................20Flir ATS......................................63Floralis ......................................20Forum de l'optique....................18Foton Enssat ...............................8FST Limoges................................4

GENES'INK ............................11GL Events ..............................3, 20GRAIN.......................................18GRAVIT .....................................18Grenoble Innovation Fair...........18

Hamamatsu .....................27, 61Havells Sylvania ........................10Hexagon Metrology ..................12Holo3........................................22Horizons de l'optique ..................4HTDS ...................................12, 28

Idéoptics ......................8, 12, 20IDIL Fibres Optiques ....................8IEF.............................................14Impulsion..................................40Indatech....................................11Institut d'optique Graduate School..................18, 56IRBA..........................................11ISL.............................................44Isorg .........................................11IUSTI .........................................11IVEA............................................7

F

G

H

I

iXFiber ........................................8JNCO .......................................4

JNOG ..........................................4Keopsys ...................................8

Kerdry .........................................8Kloé ..........................................20

Laseo.......................................8Laser 2000 ..........................28, 61Laser Components.........12, 27, 28Laser Megajoule .........................7LOMA .........................................7Lot-Oriel....................................61LPMC ..........................................8LPNC.........................................11LULI ..........................................14LZH ...........................................14

MesurexpoVision ...............3, 22Nanolane...............................12

Neolux ......................................14Newport Corporation ..........13, 27Nexeya Systems ........................12Novalase...................................12NTI............................................63

Observatoire de Paris.............14Ocean Optics.............................29Oclaro .......................................12Ondalys.....................................11OpticsValley ..............................22Optique Marseille....................3, 4Opto ..................................3, 8, 22Opton Laser ...................12, 29, 52Optophase ................................12Optoprim.............................28, 61OSA ..........................................16

Perfos ......................................8PETAL..................................18, 22Phlam .........................................8Photline Technologies ...............63

J

K

L

M

N

O

P

Photon Lines .............................61Photonics Bretagne.....................8Physik Instrumente PI................28Pixium.......................................22Pôle ORA ..................................10POPsud Optitec.........................11PRI ........................................3, 22Pythagore ...................................7

Quantel................................7, 8R&D Vision.............................29

Rhenaphotonics Alsace .............22Rofin-Sinar................................12

Sagem Défense et Sécurité ....11Savimex ....................................11SDIS 13 .....................................11SEE..............................................3SFO..............................3, 4, 20, 22SFP........................................3, 22Symétrie....................................20Syndicat de l'éclairage ..............13SYRTE .......................................14

Teem Photonics .....................12Telmat.......................................22Thales Optronique.....................11Thales TRT .................................16

Université de Lyon .................40Université de Provence................4Université de Saint-Étienne.......40Université de Savoie..................34Université Lomonosov...............14Université Paris 7 ......................14UPMC .........................................4

Vision Research .....................63Vitrine de l'innovation ...........3, 20

XLIM ..............................8, 9, 14

Q

R

S

T

U

V

X

Liste des annonceursListe des annonceursIVe de couverture : IDIL Fibres Optiques IIIe de couverture : Thorlabs IIe de couverture : Horiba Jobin-Yvon


Entreprises citées dans ce numéroEntreprises citées dans ce numéroCette liste n’inclut pas les entreprises exposantes des salons Opto et Espace Laser présentées en page 23

IDIL, spécialiste des technologies fibres optiques, opto-électronique et laser, conçoit et fabrique une large gamme de produits pour les marchés scientifiques et industriels.

IDIL est partenaire en France des sociétés Ocean Optics, Mikropack, Sacher, NKT Photonics.

Rue C laude Chappe - 22300 Lann ion - F rance - +33(0 )2 96 05 40 20 - in fo@id i l . f r - www.idil.fr

FIBRES OPTIQUESIDIL

FIBRES OPTICS & COMPONENTSFIB& CO

IDILDILLLLL

LASERS &AMPLIFIERS

IDILILLLLL

SPECTROSCOPY& SYSTEMS

DILID LLLL

FIBRES OPTICS & COMPONENTSELECTRONICS& SOFTWARE

IDILI LLLL

EDUCATIONALKITS

IDILIDILLLLL

CUSTOM & NEW PRODUCTS

IDILIDILLLLL

FIBRES OPTIQUESIDIL

©Ag

ence

Coqu

elik

o-L

anni

on-w

ww

.coq

uelik

o.co

m

Documents

Vitrine de l’innovation - Photoniques · Vitrine de l’innovation ... 30 Dossier « Défense ... permettra de connaître les sujets que nous traiterons durant l’année 2012