Leaders des lasers femtosecondes avec Amplitude Laser Group

Le domaine de l’optique est bouleversé depuis une quinzaine d’années par l’apparition des lasers femto-secondes. Ces appareils de très hautes technologies émettent des impulsions dont la durée se compte en millionièmes de milliardième de seconde. Ils représentent à présent plus de la moitié des ventes de lasers ultra-courts sur le marché industriel. Leurs applications sont multiples et couvrent un large spectre, aussi bien scientifique qu’industriel. En particulier, les lasers femtosecondes sont très utilisés pour la découpe de matériaux fragiles et précieux. Ils sont ainsi nécessaires à la conception des écrans OLED. Un autre débouché concerne le domaine biomédical, avec la chirurgie de la cataracte.

Avec des produits commercialisés dans plus de quarante pays, Amplitude Laser Group compte parmi les spécialistes de la fabrication de lasers ultrarapides à destination d’applications médicales, scientifiques et industrielles. L’entreprise s’est tournée en 2006 vers le laboratoire Charles Fabry, pionnier dans le domaine des lasers femtosecondes. L’association s’est faite naturellement, d’abord par le biais de contrats de recherche avant d’être pérennisée en 2011 par la création du laboratoire commun recherche DEFI : Développement Femtoseconde et Innovation. Amplitude Laser Group est à présent le leader mondial de la fabrication de lasers femtosecondes.

DEFI explore des architectures innovantes pour les lasers femtosecondes afin d’en améliorer les trois caractéristiques principales : la puissance moyenne, l’énergie et la durée des impulsions. L’objectif étant d’augmenter les deux premières et de réduire la durée, ce qui rend les lasers plus compétitifs et ouvre de nouveaux marchés. Ces améliorations passent, entre autres, par la conception de nouveaux cristaux et de fibres optiques dopées avec des métaux appelés terres rares, en particulier l’ytterbium. La conception de modules complémentaires aux lasers permet aussi d’en améliorer les caractéristiques. Plusieurs travaux de recherche ont ainsi été menés dans le cadre de DEFI, ils ont abouti à la publication de quarante-cinq articles scientifiques et au dépôt de quatre brevets.

Récemment, les équipes de DEFI ont travaillé sur la réduction de la durée temporelle des impulsions lasers. Cette durée est limitée pour les lasers ytterbium à quelques centaines de femtoseconde. Or, des applications émergentes industrielles et scientifiques nécessitent la production d’impulsions beaucoup plus courtes. Après plusieurs années de travail, les équipes ont développé une technique innovante de compression temporelle non linéaire extrêmement efficace. Ce programme de recherche a débouché sur la conception par Amplitude de Compress, commercialisé depuis 2020. Ce module, compatible avec toute leur gamme de lasers femtosecondes, réduit la durée des impulsions jusqu’à des durées inférieures à dix femto-secondes tout en préservant la puissance moyenne et l’énergie des impulsions d’une manière exceptionnelle. « Nous avons déjà produit plusieurs systèmes Compress, que nous considérons comme un produit stratégique, détaille Clemens Hoenninger, vice-président et directeur de la R&D chez Amplitude Laser Group. Les travaux du laboratoire commun de recherche ont accéléré le développement de nouvelles briques technologiques, qui nous permettront à terme de mettre davantage de produits sur le marché, en plus de Compress. » La conception de Compress a valu à Yoann Zaouter, ingénieur R&D au sein de DEFI et responsable de ligne de production chez Amplitude Laser Group, d’obtenir en 2020 le prix Jean Jerphagnon, décerné par l’Institut Mines-Télécom et l’académie des technologies à de jeunes chercheurs en optique.

DEFI s’intéresse à présent également à la génération d’harmoniques d’ordres élevés, méthode d’optique non linéaire extrême qui permet l’émission d’un rayonnement laser cohérent sur une large plage spectrale couvrant l’UV jusqu’au rayon X mous. Les propriétés optiques uniques de ces sources lasers sont très prisées dans la recherche, car elles permettent l’analyse de matériaux complexes avec une résolution temporelle de l’ordre de la femtoseconde tout en réduisant les temps d’acquisition jusqu’à un facteur cent par rapport à la précédente génération de source laser. De quoi donner encore plus d’avance à Amplitude Laser Group dans sa position de leader des lasers femtosecondes !