La Franche-Comté détient les atouts essentiels pour se positionner comme leader du domaine de l’Optique…

Cette discipline scientifique répond en effet à des besoins d’applications en fort développement dans le domaine industriel, et ce dans de nombreux secteurs d’activités : électronique, traitement du signal, optoélectronique, télécom-informatiques temps réel embarquées pour le transport, automobile, biomédical, armement, audiovisuel, billettique-télématique, etc.

Dans ce domaine, l’atout indéniable de la Franche-Comté repose sur le département optique de Femto-ST : un laboratoire dédié à l’Optique internationalement reconnu et une offre de formations spécifiques pour assurer l’avenir.

FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences&Technologies

Né en 2004 de la fusion de 5 laboratoires francs-comtois, l’institut FEMTO-ST est une UMR - Unité Mixte de Recherche - associée au CNRS et rattachée à 3 établissements d’enseignements supérieur et de recherche francs-comtois : l’UFC - Université de Franche-Comté, l’ENSMM – Ecole Nationale Supérieure de Mécanique, l’UTBM - Université de Technologie de Belfort-Montbéliard.

En 2006, FEMTO-ST a fait partie des premières structures de recherche françaises à être labellisée « Institut Carnot » sous l’appellation « FEMTO Innovation. » Un label qui reconnaît sa capacité à mener une activité de recherche fondamentale de haut niveau tout en développant des partenariats avec les entreprises.

La recherche au sein de cette unité de recherche régionale est menée dans les domaines des sciences de l'ingénieur et des sciences de l'information. Elle est organisée autour de 6 départements de recherche :

• AS2M - Automatique et Systèmes Micro mécatroniques
• ENYSIS - Energie et Ingénierie des Systèmes multi physiques
• Mécanique Appliquée
• MN2S - Micro Nano Sciences et Systèmes
• Optique
• Temps-Fréquence

Le département Optique de FEMTO-ST

Il est encore connu sous le nom de  LOPMD pour  Laboratoire d’Optique Pierre-Michel Duffieux. Il  axe ses recherches sur l’Optique et la Photonique, ce qui implique également des activités significatives en microtechniques et en nanosciences. Par ailleurs, il développe aussi des projets pluridisciplinaires dans ces domaines avec les autres départements de l’Institut.

Le Département d'Optique compte actuellement 95 membres dont 32 chercheurs et enseignants-chercheurs statutaires et une trentaine de doctorants.

Sur le plan de la recherche, tant fondamentale qu’appliquée, il est structuré en 4 équipes qui correspondent à des axes de recherche clairement identifiés et implantés :

• ONL - Optique Non Linéaire : Cette équipe s'intéresse au contrôle des propriétés spatio-temporelles et quantiques de la lumière LASER par le jeu des interactions non linéaires dans différents matériaux tels que les fibres optiques de télécommunications, les matériaux photoréfractifs, les milieux Kerr, les cristaux quadratiques, etc. Elle mène donc des recherches selon les thématiques suivantes : Fibres optiques et Télécommunications ; Optique quantique, amplification/traitement d'images ; Laser à fibre ; Génération de Supercontinuum ; Faisceaux lasers autoguidés, solitons, lumière lente.

• OPTO : Le groupe Optoélectronique est quant à lui impliqué dans des recherches fondamentales et appliquées sur le développement et l’étude de nouvelles technologies photoniques et leurs applications dans des systèmes et des composants utilisés pour les télécommunications. Ses activités de recherche se subdivisent en trois thématiques majeures, à savoir : Cryptographie physique par chaos et Cryptographie quantique ; Optique ultrarapide ; Composants photoniques.

• BIO : L'équipe Bio photonique s'intéresse plus particulièrement à l’application de l'optique et la photonique aux sciences du vivant, techniques de métrologie, à l'imagerie ainsi qu'aux microsystèmes optiques novateurs. Ses différentes thématiques de l’équipe de recherche sont donc : Biocapteur ; Bionez ; FIV - Fécondation in Vitro ; Micro positionnement ; Tomographie Optique de Cohérence Spectroscopique

• NO - Nano-Optique : Ses activités de recherche relèvent de la nano et de la micro optique pour les thématiques suivantes : Modélisation et simulation ; Transmission exaltée ; Plasmonique ; Cristaux photoniques ; Nano-antennes ; Instrumentation et caractérisation.

Publications & brevets

Le LOPMD bénéficie d’un rayonnement international grâce à ses chercheurs et enseignants-chercheurs très actifs en matière de publications scientifiques, de chapitres d’ouvrages et de dépôts de brevets. Une dizaine de thèses de doctorat sont soutenues en moyenne par année ainsi que des Habilitations à diriger des recherches. Le département est également très actif en matière de valorisation - contrats, une vingtaine de brevets, start-up…

Il est aussi présent aux conférences nationales et internationales majeures de la discipline et développe de nombreuses collaborations scientifiques avec d’autres laboratoires de renommée internationale sur les 5 continents - EPFL à Lausanne, Université de Glasgow, Institut Vavilov de Saint-Pétersbourg, NIST à Boulder, GIT d’Atlanta, CUDOS à Sydney…

Sa contribution à la recherche et aux avancées de la discipline a déjà été récompensée par de nombreux prix dont une médaille de bronze du CNRS en 2004, un Photon d’Or en 2005 - récompense la plus prestigieuse du Salon « OPTO », une nomination en tant que OSA fellow attribuée au professeur John Dudley en 2007…

L’Optique à Besançon : des premiers lasers français à la nano-optique

L’origine du Laboratoire d’Optique de FEMTO-ST remonte à 1945, date à laquelle Pierre-Michel Duffieux, Professeur à Besançon, fut nommé Directeur du Laboratoire de Physique Générale.  Il donna une nouvelle orientation à ce laboratoire, notamment en introduisant l’Optique de Fourier*. Celle-ci fut soulignée dès 1963 par son successeur, Jean-Charles Viénot, qui ajouta le mot Optique au nom du laboratoire.

Héritiers directs des idées de P.-M. Duffieux les chercheurs s’orientent dès le début des années soixante vers les thèmes relevant de l'optique physique, domaine privilégié des techniques de Fourier. C’est donc l’activité laser qui se développe au LOBE - Laboratoire d’Optique de Besançon, avec la réalisation des premiers lasers en France en collaboration avec l'Ecole Polytechnique, puis dès 1964 l'optique cohérente, l'holographie, l'interférométrie, le filtrage adapté… Le jeune laboratoire acquiert ainsi très rapidement ses lettres de noblesse et s’associe au CNRS en 1969.

Après avoir réalisé le premier hologramme en France, l'holographie domine l'activité du laboratoire et permet de réaliser en 1975 le plus grand hologramme à l’époque : la Vénus de Milo, 1,5m de hauteur sur 1m de largeur. Celui-ci fit le tour du monde. Parallèlement, le laboratoire se spécialise en interférométrie holographique et classique, domaines dans lesquels il excelle encore aujourd'hui.

Dans les années 1970, un autre thème également lié aux travaux de Pierre-Michel Duffieux commence à se structurer : le transfert d'information à travers un sytème optique avec comme idée sous-jacente le dépassement de la résolution imposée par la diffraction…

Le LOBE a reçu plusieurs récompenses pour ses travaux de recherche, notamment une médaille de bronze du CNRS en 1978 et un prix d’Optique Fabry de Grammont, lorsque les membres du laboratoire décident, dans les années 1980, de le rebaptiser le Laboratoire d'Optique P.M. Duffieux, en hommage à celui qui avait révolutionné l'optique d'après-guerre. La reconnaissance des avancées de ses travaux sera symbolisée par de nombreux autres prix : un grand prix des Microtechniques en 1989, un prix Interne en 1991, un prix Cristal puis une médaille d’argent du CNRS en 1992 et 1994, un prix Jeune Chercheur Saint Gobain 2003 de la Société Française de Physique…

*Domaine de l’optique ondulatoire se basant sur la transformée de Fourier qui permet d’associer des fonctions non périodiques à un spectre en fréquences.

Success story : de la recherche à l’entreprise

Créée en 2000, Photline Technologies qui conçoit, développe et commercialise des modulateurs optiques pour la communication optique, la mise au point de capteurs, les lasers industriels ou encore la transmission de données dans l’aéronautique et la Défense exporte ses technologies innovantes dans le monde entier.

Success story : quand la  recherche favorise l’implantation

Née en 2004, Lovalite détient une licence exclusive pour la fabrication de composants à extrémité de fibre optique car sa technologie brevetée est la seule capable d’offrir une très haute transmission optique et une parfaite symétrie.