Objectif
Mid-infrared light (6 - 12 µm) generation is of prime importance for pollution detection. We propose to investigate a new avenue for realizing room temperature tuneable single mode 6-12 µm optical source of sufficient power for future real world applications. An optical parametric oscillator will be realized using a monolithic semiconductor cavity with two highly reflecting optimised Bragg mirrors grown on both side of a <111> GaAs wafer. The originality of this project are the following:
i) the wafer thickness will be chosen near the parametric interaction coherence length which is large in the infrared (2 - 10 µm) region so that large parametric gain will be obtained per pass;
ii) Bragg mirror structure will be a trade off between optimisation of the relative phase of interacting waves and minimum growth duration. This project will open the way towards extremely compact tuneable coherent sources pumped by micro-chip lasers. Mid-infrared light (6 - 12 µm) generation is of prime importance for pollution detection. We propose to investigate a new avenue for realizing room temperature tuneable single mode 6-12 µm optical source of sufficient power for future real world applications. An optical parametric oscillator will be realized using a monolithic semiconductor cavity with two highly reflecting optimised Bragg mirrors grown on both side of a <111> GaAs wafer. The originality of this project are the following:
i) the wafer thickness will be chosen near the parametric interaction coherence length which is large in the infrared (2 - 10 µm) region so that large parametric gain will be obtained per pass;
ii) Bragg mirror structure will be a trade off between optimisation of the relative phase of interacting waves and minimum growth duration. This project will open the way towards extremely compact tuneable coherent sources pumped by micro-chip lasers.
OBJECTIVES
The objective of this project is to develop a mid infrared (mid-IR) coherent source tuneable between 6 and 10 µm for future use in pollution remote sensing. This source is based on a new concept of monolithic optical parametric oscillator (OPO) realized in a GaAs cavity with two Bragg mirrors epitaxially grown on each side of the <111> wafer. Since optical dispersion of GaAs is small in the mid-IR, large coherence lengths are displayed for 6 to 12 µm idler generation. The wafer thickness is thus optimised to be:
i) close to 3 or 5 coherence lengths for high yield and handiness of the wafers and;
ii) highly resonant on the signal frequency to decrease the oscillation threshold. If successful, this assessment phase would be the first demonstration of a GaAs based OPO and would lead the way to compact mid-IR largely tuneable sources pumped by micro-chip lasers.
DESCRIPTION OF WORK
The project consists in the realization of a monolithic optical parametric oscillator (OPO) based on a semi- conductor cavity. The thickness of the GaAs wafer is chosen close to the coherence length of the parametric interaction.
Since optical dispersion is small in the mid-infrared, this length is sufficiently high (>50 µm) so that:
i) the wafers are handy if a even number of coherence lengths is chosen (3 or 5) and;
ii) reasonable conversion yields are obtained in a single pass thanks to GaAs extremely high optical nonlinearity.
Bragg mirrors are epitaxially grown on top of each side of the wafer in order to yield high reflectivity for the signal wave (R=99.5%). Double resonance is not chosen because of the difficulty to obtain stationary phase conditions on both waves with a single Bragg mirror. Preleminary calculations show that oscillation threshold should be obtained for a reasonnable amount of pumping fluence.
The sample fabrication presents the double difficulty of:
i) growth on a <111> surface and;
ii) epitaxy on both side of a wafer.
Experiments of resonant difference frequency generation, which are far easier to obtain than parametric oscillations, will be performed on the sample in a intermediate step to validate the concepts (coherence length, conversion yield e.g.) using infrared waves generated by an available home made OPO. If successful, this project would be followed by a more thorough programme for the development of a microchip laser pumped OPO, generating single-mode tuneable coherent light in the mid-infrared (6 to 12 µm).
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: Le vocabulaire scientifique européen.
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- ingénierie et technologie génie de l'environnement télédétection
- sciences naturelles sciences de la Terre et sciences connexes de l'environnement sciences de l'environnement pollution
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Programme(s)
Programmes de financement pluriannuels qui définissent les priorités de l’UE en matière de recherche et d’innovation.
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Thème(s)
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Les appels à propositions sont divisés en thèmes. Un thème définit un sujet ou un domaine spécifique dans le cadre duquel les candidats peuvent soumettre des propositions. La description d’un thème comprend sa portée spécifique et l’impact attendu du projet financé.
Appel à propositions
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Données non disponibles
Procédure par laquelle les candidats sont invités à soumettre des propositions de projet en vue de bénéficier d’un financement de l’UE.
Régime de financement
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Régime de financement (ou «type d’action») à l’intérieur d’un programme présentant des caractéristiques communes. Le régime de financement précise le champ d’application de ce qui est financé, le taux de remboursement, les critères d’évaluation spécifiques pour bénéficier du financement et les formes simplifiées de couverture des coûts, telles que les montants forfaitaires.
Coordinateur
92322 CHATILLON CEDEX
France
Les coûts totaux encourus par l’organisation concernée pour participer au projet, y compris les coûts directs et indirects. Ce montant est un sous-ensemble du budget global du projet.