Carbon dioxide mid-infrared sensing based on Dy3+-doped chalcogenide waveguide photoluminescence

Autor: Loïc Bodiou, Marion Baillieul, Virginie Nazabal, Jonathan Lemaitre, Albane Benardais, Sofiane Meziani, Nathalie Lorrain, Yannick Dumeige, Petr Nemec, Joël Charrier
Přispěvatelé: Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (Institut FOTON), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Pardubice, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Agence Nationale de la Recherche [ANR-17-CE09-0028, ANR-22-CE24-0021], Centre National de la Recherche Scientifique (MITI interdisciplinary programs (ORIGAMI)), Grantova Agentura CeskS Republiky [22-05179S], ANR-17-CE09-0028,MID-VOC,Circuit optique intégré à base matériaux poreux pour la détection de composés organiques volatiles dans le moyen infrarouge(2017), ANR-22-CE24-0021,KASHMIR,Sources moyen-infrarouge Silicium par intégration hybride de verres de chalcogénures dopés aux ions de terre rare(2022)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Optics Letters
Optics Letters, 2023, 48 (5), pp.1128-1131. ⟨10.1364/OL.483613⟩
ISSN: 0146-9592
1539-4794
DOI: 10.1364/OL.483613⟩
Popis: Climate-active gases, notably carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O), display fundamental absorption bands in the mid-infrared (mid-IR). The detection and monitoring of those gases could be enabled by the development of mid-IR optical sources. Broadband mid-IR on-chip light emission from rare-earth-doped chalcogenide photonic integrated circuits could provide a compact, efficient, and cost-effective gas sensing solution. Mid-IR photoluminescence of dysprosium-doped selenide ridge waveguides obtained under optical pumping at a telecommunication wavelength (∼1.3 µm) is investigated for Dy3+ ion concentrations in the 2500–10,000 ppmw range. CO2 detection at around 4.3 µm is then demonstrated based on absorption of this broadband mid-IR emission.
Databáze: OpenAIRE
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