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Ecriture laser 3D de fonctions optiques intégrées dans des verres

Matthieu Lancry

à 11h, en salle C. BROT

La focalisation des impulsions issues d’un laser femtoseconde dans un verre permet de modifier sa structure en 3D, de façon permanente et ce avec une localisation de l’ordre de quelques m. Les transformations sont vraiment très spectaculaires : augmentation ou diminution du volume spécifique, formation de nanoréseaux d’indice. Outre ces processus « de base » qui conduisent à des propriétés optiques linéaires dont on perçoit l’utilisation, il y a d’autres effets très intéressants qui nous mènent au-delà du simple dépôt d’énergie ; ce sont des torsions ou des déplacements de matière (e.g. formation de trous en volume), des microtrempes conduisant à de forts changements d’indice, de la micro ou nanocristallisation orientée en volume. Nous décrirons quelques résultats dans ce domaine ainsi que les applications potentielles.

La possibilité d’effectuer ces « écritures » à une vitesse de l’ordre de qq mm/s permet déjà la réalisation de guides d’onde pour l’optique intégrée. Mais, on peut aussi envisager bien plus. La première idée est l’intégration d’objets tels que des réseaux de Bragg, des guides d’onde interconnectés à des canaux microfluidiques mais aussi des matrices micro-lentilles pour l’imagerie IR par exemple. Ainsi, le contrôle possible de la biréfringence et de son orientation en 3D ouvre la possibilité de produire aisément des lames d’onde micro-patternées permettant d’obtenir par exemple des faisceaux à polarisation radiale ou azimutale (pinces optiques), des matrices pour l’imagerie polarimétrique, des rotateurs de polarisation achromatiques ou des lames de phase permettant de corriger les aberrations spatiales.