Application
La conversion de fréquence ascendante, qui consiste à convertir la lumière infrarouge en longueurs d'onde plus courtes grâce à la génération de fréquence différence ( µm /DFG)¹ dans un cristal non linéaire, permet d'utiliser desctoau silicium haute performance plutôt quectoIR moins performants et plus coûteux. Dans le cadre du projet New-View, Covesion a développé un guide d'ondes en niobate de µm à polarisation périodique (PPLN) afin de mettre en œuvre les concepts développés par l'institut Fraunhofer IPM pour la conversion à haut rendement de la lumière laser infrarouge moyen en longueurs d'onde infrarouges proches. Cette solution de conversion ascendante permet d'étendre les mesures effectuées par le système de mesure HighFinesse, à la pointe de la technologie, à l'infrarouge moyen et d'accroître ainsi l'utilité de l' µm pour la mesure de longueurs d'onde infrarouges moyens de haute précision.
Objectifs clés
- Développement de guides d'ondes PPLN pour la conversion à haut rendement de la lumière infrarouge moyenne (2000-5000 nm) en une longueur d'onde inférieure à 1100 nm, adaptée auxctoà base de silicium. Covesion Ltd
- Concevoir et réaliser un module de conversion ascendante, basé sur le guide d'ondes Covesion, adapté à l'intégration dans un prototype de système. Fraunhofer IPM
- Concevoir un prototype de système de mesure d'ondes infrarouge moyen de nouvelle génération et démontrer ses performances. HighFinesse GmbH
Réussite du projet
Un prototype de radiomètre infrarouge moyen entièrement fonctionnel, utilisant la conversion ascendante de longueur d'onde, a été construit et ses performances caractérisées.
- Des guides d'ondes PPLN ont été développés, démontrant une conversion ascendante à haut rendement de 3,4 μm à 1 μm.
- Les guides d'ondes ont été intégrés dans un module de conversion ascendante compact, couplé à une fibre optique, pour faciliter l'intégration au système.
- Un prototype de système complet a été construit, intégrant un module de conversion ascendante, une électronique de commande et un ondemètre haute performance basé sur unctoSi.
- Le système prototype a été caractérisé par des performances mesurées dépassant les objectifs du projet.
- Une spécification préliminaire du produit a été définie.
« Le projet NEW-VIEUW a combiné l'expertise de l'Institut Fraunhofer IPM en matière de conversion de fréquence avec les guides d'ondes de Covesion et la technologie de mesure de longueur d'onde de HighFinesse. Ensemble, nous avons développé un « prolongateur de gamme » pour l'infrarouge moyen, démontrant ainsi un nouveau niveau de précision pour les ondelettes HighFinesse dans cette gamme de longueurs d'onde. Pour l'Institut Fraunhofer IPM, ces résultats constituent un nouvel exemple de réussite dans notre mission : apporter des solutions aux défis métrologiques. »
Dr Frank Kühnemann, responsable du groupe « Optique non linéaire et détection quantique µm », Institut Fraunhofer IPM
Démonstrateur prototype
« Les résultats du projet NEW-VIEUW sont exceptionnels. Ils nous permettent d'offrir un niveau de précision et de rapidité inédit dans la mesure des longueurs d'onde dans l'infrarouge moyen. La collaboration avec nos partenaires Covesion et Fraunhofer IPM, tout au long du projet et par la suite, a été excellente. Elle nous a permis de dépasser les objectifs fixés. »
Dr. Florian Karlewski, Responsable R&D, HighFinesse GmbH
Exploitation
La commercialisation complète du prototype sera assurée par la collaboration avec les utilisateurs finaux. Les principaux clients visés sont les fabricants de lasers MIR, et les applications potentielles incluent la détection de gaz par laser.
La technologie de conversion ascendante et de guide d'ondes sous-jacente trouve des applications sur d'autres marchés, notamment l'imagerie infrarouge moyen, la détection et le LIDAR. Le module de conversion ascendante peut donc être personnalisé pour diverses applications au-delà de la simple mesure de longueur d'onde et constitue une solution OEM prête à l'intégration.
Si cette nouvelle technologie de mesure des longueurs d'onde infrarouges moyennes, ou la technologie de conversion ascendante sous-jacente, vous intéresse, veuillez nous contacter :
- Dr Stuart Coomber, Covesion, Global Head of OEM Sales, stuart.coomber@covesion.com
- Dr Peter Federsel, HighFinesse GmbH, Responsable R&D, federsel@highfinesse.de
- Dr Frank Kühnemann, Fraunhofer IPM, responsable du groupe « Optique non linéaire et détection quantique à l'échelle µm » Frank.Kuehnemann@ipm.fraunhofer.de
« Le projet NEW-VIEUW a été un franc succès pour Covesion, nous permettant de démontrer que la conversion ascendante accordable dans l'infrarouge moyen de nos guides d'ondes PPLN peut apporter une réelle valeur ajoutée à un produit de pointe. En collaboration avec les équipes de l'institut Fraunhofer IPM et de HighFinesse, nous avons conçu et testé des ondemètres infrarouges moyens de haute précision dans la gamme des 3 400 nm, dépassant ainsi nos objectifs initiaux. »
Professeur Corin Gawith, CTO , Covesion
