Lasers accordables pompés par LED avec applications dans l'UV – ALEDxandrite

Le développement spectaculaire des diodes électroluminescentes (LEDs) dans le domaine du visible ouvre de nouvelles possibilités de pompage optique pour les lasers accordables dans l'infrarouge proche. En effet, ces lasers peinent à se développer par manque de sources performantes émettant dans leurs bandes d'absorption, situées dans le visible.
Deux cristaux sortent du lot pour leur potentiel en pompage par LED : l'alexandrite (Cr3+:BeAl2O4) accordable entre 700 nm et 800 nm et le Cr:LiSAF (Cr3+:LiSrAlF6), accordable entre 800 nm et 950 nm. Le but du projet "ALEDxandrite" est de démontrer pour la première fois le pompage par LED de ces cristaux dans la perspective d'applications duales utilisant la lumière accordable dans l'infrarouge et dans l'ultraviolet.
Pour les applications "défense" liées à la détection de matière dangereuses, l'alexandrite et le Cr:LiSAF permettent d'adresser la bande 280 nm - 360 nm en deux à trois conversions lumineuses seulement, depuis la source de pompage. C'est le moyen le plus simple actuellement pour atteindre cette bande spectrale avec les caractéristiques requises en énergie et qualité spatiale pour la détection à distance par LiDAR.
Les applications civiles sont très nombreuses et sont liées au fait que l'alexandrite pompé par flash est un laser installé industriellement depuis plusieurs dizaines d'années : dans l'infrarouge on trouve les applications en dermatologie, en mesure à distance pour les plantes ou l'eau. Dans l'UV, les lasers industriels servent au traitement des matériaux dans l'industrie des semi-conducteurs, à la stérilisation, à la photolithographie...
De plus l'alexandrite et le Cr:LiSAF ont des bandes spectrales compatibles avec les lasers femtosecondes émettant vers 800 nm : ils ont le potentiel pour devenir des amplificateurs d'impulsions ultracourtes, en remplacement des systèmes complexes basés sur le saphir dopé au titane pompé par lasers dopés au néodyme.

Les acteurs du projet sont le Groupe Lasers du Laboratoire Charles Fabry et EFFILUX, une jeune entreprise du domaine de l'éclairage industriel à LED. Ces acteurs travaillent ensemble depuis quatre ans en associant leurs compétences complémentaires de façon très fructueuse. Le projet ALEDxandrite bénéficiera du travail de fond réalisé dans le cadre d'une ANR (Edelveis entre 2012 et 2016), ce qui augmentera son efficacité et limitera les risques du projet.

Le watt optique par LED (autour de 0,5 euros) étant dix à cent fois moins cher que le watt optique des diodes laser, le projet ALEDxandrite ouvrira la voie à une nouvelle génération de lasers à solide, accordables et de coût drastiquement réduit.