Des sources laser pour observer la Terre

La surveillance depuis l'espace des gaz à effet de serre exige des sources laser de forte puissance et produisant un faisceau de haute qualité. Cependant, les sources laser actuelles pour l'observation de la Terre utilisent de gros lasers à état solide. Les chercheurs du projet BRITESPACE (High brightness semiconductor laser sources for space applications in Earth observation) veulent démontrer qu'il est possible d'utiliser des lasers à base de semi-conducteur pour la télédétection des gaz atmosphériques.

Grâce à leur taille compacte et leur grande fiabilité, la nouvelle génération de lasers haute luminosité à base de semi-conducteur apporte des avantages significatifs par rapport aux autres sources laser. Un laser de ce type, émettant sur deux longueurs d'ondes différentes entre 1 500 et 1 600 nanomètres, a été conçu pour des mesures LIDAR (détection de lumière et télémétrie). Il pourrait être monté dans un module laser capable de fonctionner dans l'espace, en combinaison avec une optique de formation de faisceau et des contrôles électroniques.

Durant la première phase du projet BRITESPACE, des prototypes du système ont été développés. Ils sont constitués d'un laser du commerce utilisé comme transmetteur et d'éléments optoélectriques pour la détection de signal (sphère d'intégration, détecteur à comptage de photons, filtre et laser guide pour l'alignement). Le système final servira d'unité de transmission d'un système LIDAR permettant des mesures du dioxyde de carbone dans l'atmosphère.

Les études paramétriques menées jusqu'à présent montrent une sensibilité relativement élevée en ce qui concerne les mesures de la concentration en dioxyde de carbone à partir d'une plateforme spatiale et d'une plateforme au sol. D'un autre côté, les simulations révèlent que les performances du système LIDAR proposé sont limitées par le bruit lumineux ambiant et le bruit de comptage en obscurité produit par le détecteur.

Le projet BRITESPACE a enrichi les connaissances sur les lasers à semi-conducteur et permis d'identifier les obstacles à surmonter afin de les utiliser pour observer la Terre. Un système LIDAR perfectionné, permettant une surveillance plus rapide et plus fiable des gaz à effet de serre dans l'atmosphère, devrait également contribuer à la lutte contre le réchauffement planétaire.