Figure 2. Principe de la génération d’une onde signal et d’une onde complémentaire à partir d’une onde de
pompe par mélange non linéaire d’ordre 2 (a) ; Principe du NesCOPO : les ondes signal et
complémentaires oscillent dans des cavités optiques dissociées (b), les peignes de mode signal et
complémentaire ne coïncident qu’en un point dans la bande de gain : l’émission est monofréquence (c). Le
miroir M3 est achromatique : la phase relative entre les trois ondes en interaction est maîtrisée et
l’émission est accordable dans toute la bande de gain [P1].
(a)
(b) (c)
Ces sources NesCOPO peuvent alors être couplées à un système de détection pour réaliser des
instruments de détection d’espèces gazeuses, de manière locale ou à distance. L’approche à cavités
duales permet alors de mettre en œuvre des méthodes d’accord en longueur d’onde spécifiques et
adaptées à l’application : balayage continu pour spectroscopie haute résolution, ou balayage rapide
par sauts fréquentiels sur une plage et avec un pas déterminé.
Pour la détection d’espèces locales, ces sources peuvent être couplées, par exemple, à une
détection photo-acoustique. L’absorption de l’onde lumineuse par le gaz, modulée par modulation de
la source optique, génère une onde acoustique. Cette onde acoustique peut être détectée par un
microphone placé dans un résonateur. Le faible seuil d’oscillation du NesCOPO (quelques µJ)
permet un pompage par micro-chip laser, et donc ouvre la voie à des instruments compacts.
Pour des applications de détection à distance, le NesCOPO peut être intégré comme émetteur dans
un système LIDAR DIAL (Differential Absorption Lidar) [P2]. Des architectures de sources basées
sur le NesCOPO et émettant plus de 10 mJ ont été réalisées pour ces applications [P3]. Elles vont
permettre la détection des gaz à effets de serres, ou polluants et gaz dangereux avec des portées
kilométriques.
Références :
[P1] B. Hardy, A. Berrou, S. Guilbaud, M. Raybaut, A. Godard, M. Lefebvre,
Compact, single-frequency, doubly resonant optical parametric oscillator pumped in an achromatic
phase-adapted double-pass geometry
Optics Letters, Vol. 36 Issue 5, pp.678-680 (2011)
[P2] B. Hardy, M. Raybaut, J. B. Dherbecourt, J. M. Melkonian, A. Godard, A. K. Mohamed and M.
Lefebvre,
Vernier frequency sampling: a new tuning approach in spectroscopy—application to multi-wavelength
integrated path DIAL
Applied Physics B: Lasers and Optics, Volume 107, Number 3 643-647, (2012)
[P3] Myriam Raybaut, Thomas Schmid, Antoine Godard, Ajmal K. Mohamed, Michel Lefebvre, Fabien
Marnas, Pierre Flamant, Axel Bohman, Peter Geiser, and Peter Kaspersen, High-energy single-
longitudinal mode nearly diffraction-limited optical parametric source with 3 MHz frequency stability
for CO2 DIAL, Opt. Lett. 34 (2009), p. 2069-2071.
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