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Mesures de localisation d’Anderson de la lumière dans des membranes d’InGaAs/GaAs

L’objectif :

Concevoir l’automatisation de la localisation d’Anderson de la lumière dans des membranes d’InGaAs/GaAs perforées aléatoirement afin d’étudier la propagation de la lumière dans des guides aléatoirement troués. L’expérience est équipée d’un laser à longueur d’onde variable, d’une caméra Hamamatsu et d’un analyseur de spectre.

La solution : Développer une application logicielle, sous LabVIEW, permettant de piloter le laser en longueur d’onde, de piloter l’analyseur de spectre nous autorisant la récupération des données et la prise de photos des membranes.

Auteur(s) :

  • Grégory SAUDER - Université de Nice Sophia-Antipolis
  • Shivakiran BHAKTHA - Université de Nice Sophia-Antipolis

Une étude de la diffusion dans la membrane perforée aléatoirement en fonction de la longueur d’onde est réalisée pour comprendre le comportement passif de la lumière. Un laser Ti:saphir couplé dans une fibre mono mode est utilisé comme source. La lumière verticalement diffusée hors de la membrane, qui est proportionnelle à l’intensité locale dans la membrane, est alors acquise par la caméra CCD, pour différentes longueurs d’onde, utilisant un microscope optique.

La longueur d’onde du laser (laser Coherent Inc. 899) est accordée par un moteur (Thorlabs Z825B) et son contrôleur (Thorlabs TDC001). La longueur d’onde du laser est déterminée par un analyseur de spectre optique (Anritsu MS9030A-MS9702B). L’image de l’échantillon est enregistrée à chaque longueur d’onde utilisant la caméra CCD (Orca R2 de Hamamatsu). LabVIEW synchronise les trois éléments de l’expérience

L’objectif était de développer un logiciel simple d’accès aux utilisateurs du laboratoire permettant de piloter entièrement les caractéristiques des instruments mis en œuvre sur l’expérience. La longueur d’onde du laser est déterminée par un analyseur de spectre optique. L’image de l’échantillon est enregistrée à chaque longueur d’onde par la caméra CCD.

Le programme LabVIEW synchronise les trois aspects de l’expérience : le moteur du laser, l’analyseur de spectre optique et la caméra CCD. L’ensemble de l’expérience est asservi informatiquement par des interfaces PCI-GPIB, USB, Firewire 800 et des contrôles ActiveX.

Le logiciel ainsi réalisé permet :

  • la configuration complète des différents appareils et instruments
  • la validation des différentes configurations possibles des appareils
  • l’étalonnage individuel de chaque élément constituant l’expérience, afin de valider les conditions initiales des mesures
  • le contrôle complet de l’expérience en fonction de l’intervalle de longueur d’onde définie par l’utilisateur, collectant ainsi les données de puissance et les images de la diffusion de la lumière.

D’une conception évolutive, le logiciel nous permettra d’apporter très simplement des modifications conséquentes suivant les évolutions des travaux. Il utilise principalement le standard VISA pour la communication avec l’analyseur de spectre et les contrôles ActiveX pour la caméra CCD et le moteur du laser. L’enregistrement des données est en format binaire pour les photos, en format texte pour les données brutes permettant ainsi aux utilisateurs de traiter celles-ci par les logiciels de leur choix. Ainsi, ils sont en mesure de comparer les résultats avec le traitement réalisé sous LabVIEW. Une automatisation complète de la mesure aux résultats finaux

L’utilisation de LabVIEW nous a permis dans un laps de temps très court de concevoir un logiciel de mesures de localisation d’Anderson de la lumière dans des membranes perforées utilisant différents instruments et interfaces de communication. Le logiciel est actuellement finalisé pour traiter les images parallèlement aux mesures permettant ainsi l’automatisation complète de l’expérience depuis la mesure jusqu’aux résultats finaux.

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