Découvrir la recherche liée à l'optique-photonique et au laser

L'optique-photonique est un domaine où la recherche appliquée et la recherche fondamentale se nourrissent l'une l'autre et se rejoignent. La révolution photonique est à l'origine de la chirurgie laser, des réseaux de fibres optiques et des écrans géants à cristaux liquides qui ont changé nos vies. Des percées scientifiques récentes, telles les impulsions laser ultrabrèves, permettront des avancées notables dans des domaines d'application comme la biophotonique, l'aérospatiale, la médecine, les télécommunications et les procédés industriels.

Les visages de la recherche en optique-photonique et laser

Voici le résumé des principaux sujets de recherche abordés par nos chercheurs dans l'axe optique-photonique et laser ainsi qu'un bref portrait des travaux menés par l'un de nos professeurs dans chacun d'eux.

Optique guidée et fibres optiques

Même si les ordinateurs et les réseaux de communication toujours plus rapides ont révolutionné la vie courante, l'augmentation constante des quantités de données transmises pourrait bien mener à la saturation des réseaux de communication par fibre optique. Certains chercheurs travaillent donc à l'optimisation de ces réseaux en exploitant les nombreuses dimensions des ondes lumineuses pour transmettre l'information. 

Sophie LaRochelle, professeure au Département de génie électrique et de génie informatique

Sophie LaRochelle, professeure titulaire, Département de génie électrique et de génie informatique

Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en technologies photoniques d'avant-garde pour les communications

La professeure LaRochelle cherche à concevoir une nouvelle génération de dispositifs photoniques et de fibres optiques capables de transmettre des données à très haut débit. Son étude porte sur des circuits photoniques intégrés sur semiconducteurs qui seraient en mesure de combiner plusieurs fonctions de traitement du signal optique sur une même puce, ce qui augmenterait la vitesse de transmission des données. 

Matériaux photoniques

Cet axe, sous-jacent à tous les autres, est la base de toutes les technologies. Les chercheurs qui travaillent sur cet axe s'intéressent aux propriétés de base des matériaux, dont la transparence, la La biréfringence est la propriété optique d'un matériau de dédoubler un rayon lumineux qui le traverse. et la photosensibilité. Ils cherchent notamment à inventer des matériaux optiques qui présentent une plage de transparence plus large dans le domaine spectral de l'infrarouge et à mieux comprendre les procédés optiques propres à ces matériaux novateurs.

Younès Messaddeq, professeur au Département de physique, de génie physique et d'optique

Younès Messaddeq, professeur titulaire, Département de physique, de génie physique et d'optique

Titulaire de la Chaire d'excellence en recherche du Canada en photonique

Le professeur Messaddeq s'intéresse aux nouveaux matériaux de verre et des composants qui en sont dérivés, soit les verres qui émettent dans l'infrarouge moyen à très faible perte, les fibres optiques microstructurées et multifonctionnelles ainsi que les matériaux nanostructurés. Il travaille notamment à la conception de nouveaux lasers à fibre pour la dentisterie conventionnelle et les soins esthétiques ainsi qu'à faire progresser la technologie des capteurs à fibre opérant dans l'infrarouge. Younès Messaddeq est un des inventeurs du t-shirt intelligent muni d'une fibre optique creuse qui mesure, à distance, la fréquence respiratoire de la personne qui le porte.

Lasers et impulsions brèves

Les lasers femtosecondes ou à impulsions brèves sont des lasers compacts, polyvalents et fiables dont l'intensité et la diversité ne cessent d'augmenter. Dirigés sur une minuscule surface, ils atteignent une telle puissance qu'ils se transforment en des outils très performants pour le micro-usinage, le perçage et la découpe, d'où leur utilisation en chirurgie. Les chercheurs tentent toutefois d'améliorer la stabilité et la couverture spectrale de ces lasers.

Martin Bernier, professeur au Département de physique, de génie physique et d'optique

Le professeur Bernier travaille à améliorer le registre de longueurs d'onde des lasers à fibre en créant une nouvelle génération de composants photoniques photoinscrits à l'aide d'impulsions laser ultrabrèves et intenses. Il cherche à modifier les propriétés de réflexion des lasers en soumettant une fibre de verre fluoré à des impulsions ultrabrèves. Les fibres ainsi créées pourront être intégrées dans des systèmes servant à la découpe de matériaux, notamment en dentisterie, en chirurgie esthétique et en dermatologie.

En collaboration avec plusieurs chercheurs de l’équipe du professeur Vallée, j’ai conçu au cours de ma première année de doctorat un laser aux propriétés uniques qui nous a valu une publication dans l’une des plus prestigieuses revues dans mon domaine [Optica]

Simon Duval, diplômé du doctorat en physique sous la direction du professeur Réal Vallée

Communications optiques

La fibre optique a permis aux réseaux de communication de se développer et de gagner en rapidité. Pour augmenter encore davantage la puissance et la rapidité des réseaux, les chercheurs veulent augmenter l'efficacité spectrale des transmissions à haut débit par des formats de modulation complexes, la flexibilité des réseaux par le routage tout-optique, l'efficacité énergétique des réseaux par l'accès à large bande et la connectivité par la distribution de signaux Radio-fréquence désigne les ondes radio dont le spectre se situe entre 3 GHz et 300 GHz, incluant les fréquences utilisées pour les radiocommunications comme la téléphonie mobile, le Wi-Fi ou la radiodiffusion. sur fibre.

Leslie Rusch, professeure au Département de génie électrique et de génie informatique

Leslie Rusch, professeure titulaire, Département de génie électrique et de génie informatique

Titulaire de la Chaire de recherche du Canada en systèmes de communications en appui à l'informatique en nuage

Les travaux de la professeure Rusch portent principalement sur l'infonuagique, ces centres de calcul qui analysent une multitude de données informatiques et qui transfèrent ces résultats à des appareils comme les téléphones intelligents, afin qu'il devienne plus efficace et plus «intelligent» grâce à des liens de communications optiques de haute performance. Pour ce faire, elle travaille sur des fibres optiques qui présentent différents types de transmission de la lumière en remplacement de celles qui n'en transmettent qu'un seul.

Biophotonique

Paul De Koninck, professeur au Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique

Paul De Koninck, professeur titulaire, Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique

Directeur de l'axe Neurosciences cellulaires et moléculaires au Centre de recherche CERVO

Les travaux de Paul De Koninck visent à mieux comprendre les mécanismes fondamentaux de communication neuronale responsables de l'apprentissage et de la mémoire. Pour ce faire, il utilise plusieurs méthodes de neurophotonique à haute résolution spatiale et temporelle pour observer et manipuler les protéines et molécules qui jouent un rôle dans la transmission synaptique: microscopie confocale et multiphotonique, nanoscopie optique, imagerie vidéo, électrophysiologie, etc.

Les lasers et les instruments d’optique offrent des applications dans presque tous les champs d’activité scientifiques et technologiques. Ces travaux sont extrêmement emballants. Quand on baigne là-dedans, il est facile de transmettre son enthousiasme.

Michel Piché, professeur au Département de physique, génie physique et optique