Supercontinuum

Un supercontinuum est un phénomène d'optique non linéaire qui correspond à un élargissement de spectre très prononcé à partir d'une onde électromagnétique. Typiquement, on peut créer un supercontinuum en dirigeant un faisceau laser sur un matériau non linéaire : les effets non linéaires élargissent le spectre du faisceau de départ au cours de sa traversée dans le matériau. Les premières générations de supercontinuum ont eu lieu en 1970 dans des matériaux massifs, à l’aide de lasers impulsionnels. En effet, l’exploitation d’effets non linéaires nécessitait plus d’énergie que n’en pouvaient fournir les lasers continus. L’utilisation d’impulsions plus courtes, en augmentant la puissance crête disponible, permettait de créer plus de longueurs d’onde. Si des élargissements spectraux notables ont été observés dès 1963, l’expérience d’Alfano et Shapiro en 1970 crée un spectre dix fois plus large : des impulsions picosecondes (de l'ordre de 10-12 s) de 5 mJ à 530 nanomètres se propageant dans un verre BK7 (un borosilicate) créent un spectre blanc, couvrant tout le visible. Le terme de « supercontinuum » lui-même n’apparaît pas avant 1984. Depuis, d’autres milieux ont été testés : la fin des années 1970 et les années 1980 virent de nombreuses expériences dans des fibres optiques, la première étant celle de Lin et Stolen en 1976 : utilisant des impulsions picoseconde dans le visible avec des puissances crêtes de l’ordre du kilowatt, issues d’un laser à colorant, ils obtinrent un supercontinuum s’étalant sur 200 THz vers les longueurs d’onde supérieures à celles de la pompe. L'avènement des fibres à cristal photonique au cours des années 1990 a suscité un intérêt très vif, en raison de leurs propriétés de confinement accrues et de la possibilité d’adapter leur design pour fournir une dispersion donnée. De plus, la non-linéarité plus forte des fibres permet d’obtenir des effets non linéaires intéressants pour une puissance crête d’impulsion bien plus faible, voire pour des faisceaux continus.