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Activités transverses : activités dans le bleu

L’équipe Systèmes Photoniques possède une forte expertise dans le développement de capteurs miniaturisés en optique intégrée pour la détection de gaz et de liquides, notamment de polluants dans l’eau, dans les gammes de longueur d’onde allant du bleu au moyen infrarouge pour les domaines sociétaux de l’environnement (BTEX, CO2, CO,…) de la santé (COV) et de la défense.

Ainsi, ces dernières années, les activités de recherche ont contribué :

  • Au développement de micro-résonateurs et circuits intégrés en polymère, silice poreuse, silicium poreux : étude des caractérisations de micro-résonateurs en polymère pour la détection par onde évanescente et en silicium poreux pour la détection en volume : démonstration expérimentale de la détection de concentrations de glucose avec une sensibilité à l’état de l’art pouvant atteindre les 600 nm/RIU à 1550 nm.
  • A la démonstration de l’effet Vernier en utilisant un micro-résonateur intégré sur chaque bras d’un interféromètre Mach-Zehnder et fabriqué à base de matériaux polymères. Une sensibilité du capteur de 17558 nm/RIU a été mesurée et la limite de détection a été estimée à 4,6.10-7 RIU.
  • Au développement de l’optique intégrée sur puce, à base de verres de chalcogénures pour le proche infrarouge et le moyen infrarouge (MIR) : démonstration de transduction par onde évanescente dans le moyen infra-rouge à base de verres de chalcogénure en optique intégrée de gaz et de liquide
  • À la démonstration dans le moyen Infrarouge de la détection en volume de CO2 dans des guides d’onde intégrés à base de silicium poreux et à l’étude de l’effet de son oxydation partielle sur la détection.
Quelques exemples de fabrication de composants photoniques en optique intégrée en matériaux poreux (a) pour la détection de volume, en polymères ou en verres de chalcogénure pour la détection par onde évanescente : guides droits en silicium poreux (b) ou en verres de chalcogénures (c), micro-résonateur en anneau en silicium poreux (d), effet vernier en utilisant un micro-résonateur intégré sur chaque bras d’un interféromètre Mach-Zehnder en matériaux polymères (e).

Exemples de bancs de caractérisation en optique intégrée avec un échantillon et sa micro-fluidique :


Effet de la détection de volume sur la sensibilité par rapport à la détection en surface (par onde évanescente) dans le cas de la détection du glucose. Exaltation de la sensibilité en utilisant l’effet vernier et dans le cas de la détection de glucose en surface

Effet de la détection de volume sur la sensibilité par rapport à la détection en surface (par onde évanescente) dans le cas de la détection du glucose. Exaltation de la sensibilité en utilisant l’effet vernier et dans le cas de la détection de glucose en surface :

Compétences et équipements associés

  • Conception de composants optiques pour les capteurs en optique intégrée
  • Bancs de caractérisation multi-longueurs d’one : du bleu au moyen infrarouge
  • Développement de cellules micro-fluidiques
  • Développement en nano et micro-technologie auprès de la plateforme CCLO (redirection vers le lien du CCLO)

Collaborations

  • IEMN mettre les logos ou les liens après chaque partenaire
  • Institut Fresnel
  • ISCR
  • IMMM
  • Ifremer
  • Klearia
  • Damart
  • MIRSENSE
  • Argotech
  • Vigo Photonics

Projets financés associés

  • ANR : Mid-VOC, AQUAE, POCOMA
  • Projet européen IBAIA
  • E-diamant
  • PHC Maghreb
  • Projet instrumentation CNRS
  • CPER Sophie et BreizhPhot

Publications et conférences associés

  • Thèses soutenues : Paul, Pauline, Fabien, Aldo, Warda,
  • Thèse en cours : Abdallah, Sofiane, Nouhaila, Sadok, Asma, Ronan
Transduction en optique intégrée
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