Lasers dans l’infrarouge moyen et senseurs intégrés pour l’IdO

Les capteurs lasers abordables et fiables sont en voie de devenir la pierre angulaire des réseaux de capteurs pour la prochaine ère de l'Internet des objets (IoD). Ces capteurs sont nécessaires au Canada et à travers le monde afin de permettre la surveillance en continu des fuites de gaz à effet de serre, le contrôle des émissions dangereuses ainsi que la collecte de données pour les études sur les changements climatiques et les interactions entre l’humain et l’environnement. Les technologies de détections laser s'immisceront d’ailleurs dans nos quotidiens au cours des prochaines années. Des spectromètres sur puce permettront aux individus de suivre en temps réel la qualité de l'air et de l'eau ainsi que les risques environnementaux, répondant ainsi à un intérêt croissant du public envers la santé, la sécurité et les impacts des interactions de l’humain avec l’environnement. Des lasers polyvalents et ultra-compacts, fonctionnant à la fois comme moyen de détection et de communication, peuvent être intégrés dans les téléphones intelligents et divers appareils portables afin de protéger notre santé et de guider nos activités écologiques. L’infrarouge moyen (mid-IR) est une plage spectrale idéale pour ces applications car elle contient les signatures moléculaires de nombreux composés importants. Par ailleurs, les récents progrès en recherche ont démontré le fort potentiel de l’infrarouge moyen pour les communications par onde guidée et en espace libre, indiquant qu’une même source laser accordable peut être reconfigurée à des fins de détection ou de communication, ouvrant ainsi des possibilités extrêmement intéressantes pour les technologies portables.

Les systèmes d’infrarouges moyens existants sont basés sur des composants optiques discrets interconnectés en espace libre et sont donc à la fois dispendieux et peu efficaces énergétiquement. L’intégration de ces composants sur silicium dans un système d’infrarouge moyen permettrait la réduction des coûts et de la consommation d’énergie par des ordres de grandeur, tout en permettant une compacité et une légèreté inégalée pour la portabilité, une fiabilité élevée et une intégration simple avec l’électronique. Les résultats de cette recherche pourraient élargir l’infrastructure de l’IdO pour permettre un Canada plus sûr et plus vert. Cette recherche placera aussi les fabricants canadiens en position avancée dans un marché de plusieurs milliards de dollars en expansion rapide, et ce, pour un meilleur écosystème de haute technologie ainsi que la création de nouveaux emplois au Canada.