Reference number : 172-2022-2023-Q1-31184-224177, amendment number : , agreement type : C, recipient legal name : few-cycle Inc., recipient country : CA, recipient province : QC, recipient city : Varennes|Varennes, recipient postal code : J3X 1P7, program name english : Innovative Solutions Canada, program name french : Programme Solutions innovatrices Canada, program purpose english : Fuel the development and adoption of technological innovation in Canada, program purpose french : Stimuler le développement  et l'adoption de l'innovation technologique au Canada, agreement title english : Hyperspectral Ultrafast Source (HYPUS), agreement title french : Source hyperspectrale ultrarapide, agreement number : 31184-224177, agreement value : 153164.72, agreement start date : 2022-01-17, agreement end date : 2022-07-18, description english : NRC's Security and Disruptive Technologies (SDT) research center hosts research in the field of strong optical interactions with materials and nanostructures, with applications towards improved sensing. High-intensity femtosecond lasers are required to reach the high-field regime of light-solid interaction. Because NRC utilizes materials with widely different properties and with various length scales (nanoscopic to macroscopic), the laser system must efficiently deliver a unique combination of intense and weak fields over a wide spectral range, from deep-ultraviolet to mid-infrared frequencies, at high repetition rate (100 kHz), and with short pulses. The high repetition rate assures the high-field response of small nano- and atomic-scale materials can be adequately measured; the wide spectral coverage enables pumping and probing of material-specific resonances.

In this challenge, NRC is seeking a femtosecond laser system that operates at a repetition rate of 100 kHz and that, starting from a pump laser with a center wavelength of 1.03 μm and pulse duration of 200 femtoseconds (fs), delivers a minimum of three  laser outputs with pulse durations < 100 femtoseconds over wavelengths ranging from the deep-ultraviolet (450 nm) to the far infrared (10 μm). To ensure a sufficiently high intensity can be reached on the solid target, NRC requires μJ-level pulse energies for wavelengths longer than 1 μm., description french : Le Centre de recherches sur les technologies de sécurité et de rupture (TSR) du CNRC se spécialise dans la recherche sur les interactions entre les champs optiques puissants et les matériaux et nanostructures ainsi que sur l'application de ces phénomènes à l'amélioration des détecteurs. Des lasers femtoseconde de haute intensité sont nécessaires pour atteindre le régime de champ intense nécessaire aux interactions lumière-solide. Le CNRC utilise des matériaux aux propriétés diverses sur une gamme d'échelles étendue (du nanoscopique au macroscopique), de sorte que le système laser doit être capable de fournir efficacement une combinaison unique de champs de faible et forte intensité sur une large gamme spectrale allant de l'ultraviolet lointain à l'infrarouge moyen, à des fréquences de répétition élevée (100 kHz) et par l'intermédiaire d'impulsions courtes. La fréquence de répétition élevée permet de faire en sorte que la réponse des matériaux aux échelles nanométrique et atomique puisse être mesurée de manière adéquate, tandis que la large gamme spectrale permet l'excitation et la détection des résonnances propres à chaque matériau.

Pour ce défi, le CNRC souhaite acquérir un laser femtoseconde opérant à la fréquence de répétition de 100 kHz et qui, à partir d'un laser de pompage dont les impulsions de 200 fs seront centrées à 1,03 µm, offrira en sortie d'une minimum de trois faisceaux lasers constitués d'impulsions dont la durée sera inférieure à 100 fs sur une gamme de longueurs d'onde allant de l'ultraviolet lointain (450 nm) à l'infrarouge lointain (10 μm). Pour assurer l'obtention d'une intensité suffisamment élevée sur les cibles solides, le CNRC requiert que l'énergie des impulsions de longueurs d'onde supérieure à 1 μm soit au moins de l'ordre du microjoule (μJ)., expected results english : Grow Canadian companies through direct funding to support early stage, pre-commercial research and development, late stage prototypes, and to accelerate commercialization., expected results french : Faire croître les sociétés canadiennes au moyen de financement direct versé pour soutenir la recherche-développement (R-D) précommerciale à un stade précoce et les prototypes à un stade avancé et en accélérer la commercialisation., additional information english : nan, additional information french : nan, owner organization : nrc-cnrc, owner organization title : National Research Council Canada | Conseil national de recherches Canada