Une nouvelle ère pour le contrôle du rayonnement térahertz

Professeur à l'Université d'Angers, Bouchta Sahraoui est membre du Laboratoire de photonique d’Angers (Lphia). Il explore les propriétés des matériaux pour concevoir des dispositifs photoniques et électro-optiques performants répondant aux enjeux technologiques actuels. Entretien.

Pouvez-vous faire un bilan du projet Image (2018-2024) ?

L'objectif principal était le développement de matériaux cristallins et composites pour les dispositifs optoélectroniques et photoniques dans le spectre visible. Ce projet a conduit à la conception de matériaux dotés d’une anisotropie optimisée, caractérisée par des propriétés variant en fonction de leur orientation. Ces innovations ont conduit à des performances significativement améliorées pour les dispositifs électro-optiques, acousto-optiques et optiques non linéaires, rendant ces matériaux compétitifs sur le marché.

Le bilan est donc très positif, non seulement en raison du nombre important de publications réalisées en collaboration avec nos partenaires, mais également grâce à l’accueil de plusieurs collègues en provenance d’Ukraine, de Pologne et d’Allemagne. Cette coopération a permis de renforcer les collaborations et de contribuer au rayonnement international de notre université.

Quel est le lien avec le nouveau projet TeraHertz (2023-2028), que vous coordonnez à l’échelle de l’UA, et qui est financé à hauteur de 184 000 euros par les Actions Marie Sklodowska-Curie (MSCA) ?

Le projet Image a généré de nombreuses idées et solutions novatrices, qui seront transposées et appliquées aux fréquences térahertz (THz) et subtérahertz dans le cadre du projet TeraHertz. Ce dernier se concentre sur le développement de nouvelles technologies et la caractérisation des matériaux pour créer des dispositifs avancés de contrôle du rayonnement térahertz. Les synergies entre les deux projets renforcent la recherche fondamentale et ouvrent la voie à des applications révolutionnaires, notamment dans les communications sans fil à ultra haute vitesse, les capteurs, et les diagnostics médicaux.

De quelle manière menez-vous les recherches au sein du Lphia dans le cadre du projet TeraHertz ?

Notre travail débute par une étude approfondie et un diagnostic précis des propriétés optiques non linéaires de divers matériaux afin d'étudier de manière approfondie leur application potentielle dans des dispositifs pour le contrôle du rayonnement THz. Parmi eux, le niobate de lithium (LiNbO₃), à la fois pur et dopé, ainsi que des semi-conducteurs appartenant à la famille II-VI, tels que le tellurure de cadmium (CdTe), le sulfure de zinc (ZnS) et le séléniure de zinc (ZnSe), font l’objet de recherches spécifiques.

Les résultats obtenus seront systématiquement comparés à ceux du tellurure de zinc (ZnTe), matériau de référence reconnu pour la génération et la détection d’impulsions térahertz. De plus, une nouvelle étape sera consacrée à la génération d’ondes térahertz à partir de cristaux organiques, dès que les facteurs clés pour optimiser l’efficacité de conversion seront identifiés et maîtrisés.

Ensuite, de nouveaux matériaux, développés dans le cadre de collaborations avec nos partenaires, seront étudiés pour élargir le spectre des propriétés accessibles. Une partie du financement obtenu sera consacrée à l'acquisition de matériel essentiel, notamment des produits chimiques, des cristaux, des éléments optiques, ainsi qu’un oscilloscope ultra-rapide.