Nouveaux matériaux cristallins pour des sources laser visibles multicolores – NOVELA

L'objectif du projet est de développer de nouveaux matériaux inorganiques fonctionnels à base de cristaux de fluorure et d'oxyde, de films minces monocristallins fortement dopés avec des terres rares, et de démontrer leur pertinence pour réaliser des sources laser visibles (dans le vert, le jaune et le rouge) compactes, de haute brillance, de forte puissance et en régime d’impulsion ultracourte. De tels lasers sont importants pour la médecine, le traitement des matériaux, la microscopie et la recherche. Ainsi, des applications nécessitent des longueurs d'onde laser particulières, comme le jaune en ophtalmologie. Actuellement, le principal défi pour une véritable avancée dans les sources laser visibles réside dans le domaine des matériaux. Avec ce projet, nous prévoyons de nous concentrer sur trois ions : le praséodyme (Pr3+), le terbium (Tb3+) et l'europium (Eu3+). Pour le Pr3+, l'enjeu est la recherche d'un matériau offrant des propriétés d'émission à large bande pour la génération d'impulsions ultracourtes. Pour le Tb3+, le verrou réside dans l'absorption extrêmement faible dans le bleu et la nécessité qui en découle d'identifier les matrices hôtes adaptées. Pour l’Eu3+, il s’agit de comprendre les mécanismes comme l'absorption dans l'état excité, empêchant le fonctionnement du laser sur la transition rouge. De même, peu de resultats sont rapportés au sujet des lasers en guides d'ondes dans le visible. L'idée innovante est de se concentrer sur des matériaux fortement dopés (jusqu'à des compositions stoechiométriques, 100 % at.%) contenant des ions Eu3+ et Tb3+, ainsi que sur des cristaux désordonnés contenant des ions Pr3+ présentant des bandes d'émission larges requises pour des impulsions ultracourtes. L'originalité du projet est de réaliser ces impulsions ultracourtes dans le visible directement à partir d'un laser à solide, ainsi que de produire des longueurs d'onde laser spécifiques dans le visible.