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Compact, high-power, frequency-converted diode laser systems (CoDiS)

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Le laser jaune révolutionne le traitement des maladies des yeux et de la peau

Des scientifiques financés par l’UE ont mis au point le premier laser à semi-conducteur qui produit une lumière jaune à haute puissance, est doté d’un faisceau de qualité et reste économe en énergie. Cette nouvelle classe de laser à semi-conducteur permettra de traiter plus efficacement diverses maladies ophtalmologiques et dermatologiques.

TECHNOLOGIES INDUSTRIELLES

© SvetlanaWSE, Shutterstock

De nombreuses technologies recourent aux lasers à semi-conducteurs ou aux diodes laser: des lecteurs CD aux pointeurs laser, en passant par les imprimantes et les réseaux de communications optiques. De taille réduite, ces lasers peuvent se targuer de n’avoir qu’une petite tache focale, d’être monochromatiques, à haute densité de lumière et de présenter une bonne cohérence. Leur efficacité et leur robustesse ne cessant de s’améliorer, ils continuent à être produits en série et remplacent progressivement les technologies existantes.

Applications lasers dans le domaine médical

La technologie laser à semi-conducteur et diode à haute luminosité peut désormais être utilisée pour une large gamme d’applications médicales, pour lesquelles les lasers à l’état solide étaient auparavant l’unique solution. Les lasers émettant de la lumière visible à haute puissance sont très appréciés pour les applications médicales (thérapeutiques) car cette lumière est en majeure partie absorbée par la matière organique. Mais, jusqu’à présent, la plupart des appareils laser médicaux exigeaient des systèmes complexes, coûteux et sensibles tels que les lasers à l’état solide pompés par diodes. Pourtant, les capacités de ces lasers restent limitées quand il s’agit d’émettre certaines longueurs d’onde, du le spectre visible, qui sont très importantes pour traiter plusieurs maladies. «L’usage des lasers est bien établi dans de nombreux domaines d’application. Cependant, il y a des longueurs d’onde pour lesquelles il n’existe aucun système, ou pour lesquelles il n’existe que des systèmes très gros et très chers. C’est le cas des lasers jaunes à haute luminosité qui sont considérés comme l’étape suivante dans le traitement laser des maladies des yeux», note Oliver Hvidt, coordinateur du projet CoDiS financé par l’UE. Toutefois, cette partie du spectre est relativement difficile d’accès, du moins lorsqu’une grande puissance de sortie, une bonne efficacité énergétique et une haute qualité de faisceau sont requises.

Passer au jaune

L’optique non linéaire apporte des solutions précieuses pour combler les lacunes dans le spectre laser: le doublement de la fréquence permet aux lasers dans le proche infrarouge de produire de la lumière visible. CoDiS a imaginé d’utiliser des lasers à diode conique (TDDL) pour émettre de la lumière visible aux longueurs d’onde désirées par l’intermédiaire du mécanisme de doublement de la fréquence. Et les chercheurs ont obtenu un franc succès en révélant le potentiel de la technologie TDDL pour émettre dans la partie jaune du spectre (577 nm). Le nouveau laser jaune 3-W a été développé pour les traitements ophtalmologiques par photocoagulation, qui consistent à sceller les vaisseaux sanguins éclatés situés à l’arrière de l’œil. Sa longueur d’onde jaune est considérée comme idéale pour ce travail car elle permet une absorption maximale par le sang. «Par rapport aux systèmes de photocoagulation existants qui fonctionnent dans la partie verte du spectre, l’absorption de la lumière jaune est plus forte dans l’hémoglobine et plus faible dans la mélanine. Par conséquent, elle permet que plus d’énergie soit délivrée aux vaisseaux sanguins cibles, tandis que les tissus environnants subissent moins de dommages collatéraux», explique M. Hvidt. La longueur d’onde et le niveau de puissance du laser jaune s’avèrent également utiles pour certaines applications en dermatologie.

Un petit système prêt à conquérir un gros marché

Le TDDL jaune de CoDiS est plus petit, plus robuste et plus économe en énergie que les technologies concurrentes. Cela permet d’intégrer ce système dans des appareils médicaux laser compacts, portables et plus abordables. En effet, l’équipe du projet est parvenue à intégrer le système TDDL dans un dispositif laser et a obtenu des résultats positifs pour le traitement des yeux lors des essais de la technologie effectués sur des animaux. «Plusieurs lasers vendus actuellement sur le marché peuvent produire un faisceau jaune verdâtre, mais une lumière laser jaune véritable de 577 nm est difficile à obtenir et, le cas échéant, le coût est très élevé», conclut Oliver Hvidt. Des tests accélérés de durée de vie ont prouvé la stabilité et l’efficacité à long terme du TDDL jaune. Tous ces éléments permettent d’espérer que la technologie sera commercialisée très bientôt.

Mots‑clés

CoDiS, laser à diode conique (TDDL), laser à diode, laser jaune, laser à semi-conducteur, photocoagulation, maladie des yeux, dermatologie

Informations projet

N° de convention de subvention: 734075

État

Projet clôturé

  • Date de début

    1 Octobre 2016

  • Date de fin

    31 Mars 2019

Financé au titre de:

H2020-EU.2.1.1.

H2020-EU.2.3.1.

  • Budget total:

    € 2 093 919

  • Contribution de l’UE

    € 1 423 043,30

Coordonné par:

NORLASE APS