Une mesure ultra sensible de l'indice de réfraction sur un large spectre

Résultats scientifiques Ingénierie

Des scientifiques du LAAS-CNRS ont conçu et fabriqué un capteur optique intégré qui mesure l'indice de réfraction du milieu environnant avec une très haute sensibilité sur un large spectre de longueurs d'onde. Ce résultat inédit ouvre une voie nouvelle pour réaliser des réfractomètres intégrés ultrasensibles pour la détection d'espèces chimiques, avec des applications potentielles dans la surveillance de l'environnement et de nombreux procédés industriels.

Deleau
Le dispositif expérimental est constitué d'un réseau de fibres optiques (FiberArray) placé sur des coupleurs de Bragg intégrés (GratingCouplers), qui permet la connexion optique en entrée et en sortie entre la source de lumière (Light Source), le circuit intégré comprenant le LPG (réseau à longue période), et l’analyseur de spectre optique (OSA). C’est en étudiant la transmission spectrale dynamique des LPGs qu’il est possible de déterminer l’indice de réfraction du milieu environnant de la puce et de retrouver des informations sur sa composition.

© Images de Photonics Research open access

La mesure d'indices de réfraction, à l'aide d'un réfractomètre, permet de déterminer la concentration d'espèces chimiques dans l'air, ou dans des liquides pour des procédés industriels chimiques, pharmaceutiques ou agro-alimentaires. Pour obtenir des réfractomètres compacts, il est intéressant de réaliser le dispositif de mesure sous la forme d'un capteur optique intégré sur puce. C'est ce que propose une équipe du Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS-CNRS)1 , avec une technologie originale et des performances inédites : le nouveau capteur intégré affiche une sensibilité très élevée, au niveau de l'état de l'art, et qui reste relativement constante sur un large spectre de longueurs d'onde. Ces résultats ont été publiés dans la revue Photonics Research.

  • 1En collaboration avec la James Watt School of Engineering de l’université de Glasgow

Contact

Clément Deleau
Ingénieur Toulouse INP au sein du Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes du CNRS (LAAS-CNRS)
Simon Leveque
Chargé de communication - attaché de presse CNRS Occitanie Ouest