Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

The Project will develop a compact solid-state vacuum ultraviolet (VUV) frequency comb source operating near 148 nm (8.4 eV) based on high-harmonic generation in engineered metal and dielectric nanostructures. The system combines a high-power carrier-envelope-phase stabilized Yb:YAG oscillator operating at 60 MHz with nanostructured emitters designed to enhance harmonic conversion efficiency and stability. By exploiting advances in solid-state harmonic generation and quasi-phase-matched nanophotonic structures, the Project aims to overcome key limitations of conventional gas-based ultraviolet sources, including system complexity and limited scalability. The collaboration between NRC and uOttawa integrates ultrafast laser science, nanofabrication, and materials engineering to demonstrate a prototype ultraviolet comb platform suitable for precision spectroscopy and quantum metrology. The resulting technology will provide a robust and compact ultraviolet light source with potential applications in nuclear spectroscopy, quantum sensing, semiconductor metrology, and advanced photonic instrumentation

Le projet vise à mettre au point une source compacte de peigne de fréquences dans l’ultraviolet sous vide (VUV) à semi-conducteurs, fonctionnant à une longueur d’onde proche de 148 nm (8,4 eV), basée sur la génération d’harmoniques supérieures dans des nanostructures métalliques et diélectriques façonnées. Le système combine un oscillateur Yb:YAG de forte puissance, à stabilisation de phase de l’enveloppe de la porteuse, fonctionnant à 60 MHz, et des émetteurs nanostructurés conçus pour améliorer l’efficacité et la stabilité de la conversion harmonique. En tirant parti des avancées en matière de génération d’harmoniques dans les semi-conducteurs et de structures nanophotoniques à quasi-adaptation de phase, le projet vise à surmonter les principales limites des sources ultraviolettes conventionnelles à base de gaz, notamment la complexité du système et l’extensibilité limitée. La collaboration du CNRC et de l’Université d’Ottawa intègre la science des lasers ultrarapides, la nanofabrication et le génie des matériaux afin de mettre au point un prototype de plateforme à peigne ultraviolet adapté à la spectroscopie de précision et à la métrologie quantique. La technologie qui en résultera fournira une source de lumière ultraviolette robuste et compacte qui pourra être utile en spectroscopie nucléaire, en détection quantique, en métrologie des semi-conducteurs et en instrumentation photonique avancée.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.