Symétrie – Hexapode haute résolution angulaire
Description
SYMETRIE a développé l’hexapode JORAN en collaboration avec le synchrotron européen ESRF pour régler des miroirs ou des chambres à vide avec une haute précision et une grande stabilité. Il peut aussi être adapté pour qualifier des instruments d’optique spatiale.
La configuration et l’intégration d’actionneurs et de rotules de grande précision permettent à l’hexapode JORAN de positionner une charge allant jusqu’à 1500 kg avec une très haute résolution de 0,5 µrad. Sa conception mécanique lui confère une stabilité exceptionnelle et garantit la qualité du positionnement dans le temps.
Le pilotage de l'hexapode est facilité par un contrôleur et un logiciel développés par SYMETRIE. Il permet notamment de configurer le centre de rotation virtuellement. L’hexapode peut être commandé via une connexion Ethernet, il est ainsi aisément intégrable dans un système de contrôle de type EPICS, SPEC ou TANGO.
Principales caractéristiques :
- Précision de positionnement : l’hexapode JORAN positionne une charge allant jusqu’à 1500 kg avec une résolution angulaire de 0,5 µrad.
- Stabilité : grâce au choix des plateaux et à la conception des actionneurs, l’hexapode JORAN est extrêmement stable, sa première fréquence propre est supérieure à 70 Hz.
- Poids : l’hexapode JORAN pèse 1500 kg pour une capacité de charge de 1500 kg.
- Encombrement : en position centrée, il mesure 1200 mm de hauteur et s’inscrit dans un cercle de diamètre de 1300 mm.
Innovation apportée
L’hexapode JORAN apporte une excellente résolution angulaire et une très grande stabilité, tout en ayant une capacité de charge très élevée.
L’ESRF a comparé l’hexapode JORAN au système précédent : la résolution angulaire a été améliorée avec un facteur 10 et la stabilité avec un facteur 2.
L’innovation se situe dans le design des actionneurs et dans les rotules de grande précision, qui ont été validés après de nombreux tests.Cette nouvelle génération d’hexapodes contribue à la satisfaction des exigences de plus en plus poussées des scientifiques en termes de qualité de faisceau.
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SYMETRIE est une société innovante qui conçoit et réalise des systèmes de positionnement de précision répondant aux besoins les plus spécifiques des industriels et des laboratoires de recherche depuis plus de 10 ans. SYMETRIE est spécialiste de l'hexapode, machine à structure parallèle qui permet de positionner un objet dans l’espace suivant les six degrés de libertés, dans des domaines comme l'optique, la défense, le spatial, le naval ou la recherche. SYMETRIE a une expérience significative dans les grands projets technologiques : Laser MégaJoule, télescope JWST, satellite Gaia... |
Resolution Spectra Systems - Spectromètre miniature ultra haute résolution
Description
Le MICRO Spectra est le seul mini spectromètre au monde qui donne accès à la ultra-haute résolution spectrale (7 à 20 pm). Grâce à la technologie SWIFTS (stationary-wave integrated Fourier Transform spectrometer), un seul et même dispositif est suffisant pour mesurer des spectres sur toute la bande allant de 630 à 1070 nm. Ce produit permet un contrôle très simple des sources laser. Avec le MICRO Spectra, les utilisateurs peuvent oublier les habituelles re-calibrations de leurs spectromètres haute-résolution !Une calibration initiale suffit à ce système robuste.
Le MICRO Spectra utilise le logiciel Spectra Resolver. Une interface ergonomique permet la détection de pics, des mesures de dark et un ensemble de fonctionnalités qui rendent aisées les mesures haute-performances.
Principales caractéristiques :
Innovation apportée
Dix-huit mois après la sortie du ZOOM Spectra (Photon d’or 2011, Prism Award Finalist 2013), Resolution Spectra Systems apporte de nouveau une innovation dans le domaine de la spectroscopie avec le MICRO Spectra. Ce nouveau produit allie l’ultra-compacité à la très haute performance spectrale grâce à l’utilisation de la technologie SWIFTS. Le MICRO Spectra s’apparente aux mini spectromètres par son aspect abordable en termes de coût et de simplicité d’utilisation mais propose une résolution qui ne peut se retrouver que dans des systèmes très souvent difficiles d’accès en termes de budget et de compétences.
Le MICRO Spectra est particulièrement adapté pour le contrôle de source laser, en particulier pour les laboratoires de recherche utilisant des sources lasers de type laser accordable, DFB ou VCSEL.
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Resolution Spectra Systems propose des spectromètres optiques haute résolution, compacts, basés sur une technologie novatrice appelée SWIFTS (stationary-wave integrated Fourier Transform spectrometer). Resolution Spectra Systems se fixe pour objectif d’élargir les possibilités d’utilisation de la spectrométrie optique haute performance en faisant passer ses moyens de métrologie de l’instrument au composant intégrable partout. |
iXFiber - Fibre optique polarisante
Description
La fibre optique polarisante proposée dans le cadre de la vitrine de l’innovation 2013 a été conçue et développée par iXFiber en collaboration avec le LP2N (Laboratoire photonique, numérique et nanosciences) avec le soutien financier de la DGA (Direction générale de l’armement).
Elle est destinée au déport de faisceaux laser mono-fréquence et est optimisée pour transmettre simultanément les longueurs d’onde de transition des raies D2 du potassium (767 nm) et du rubidium (780 nm).
Elle a été développée pour la recherche sur les atomes froids où l’utilisation d’un laser mono-fréquence est nécessaire pour piéger les atomes. L’utilisation d’une fibre à maintien de polarisation (PM) classique pour réaliser le déport entre la source et le piège magnéto-optique se heurte à un problème de couplage de modes. Pour pallier ce problème, la solution consiste à remplacer la fibre à maintien de polarisation par une fibre polarisante pour laquelle le signal se propageant sur l’axe orthogonal est très fortement atténué (>30 dB).
Le développement de cette fibre repose sur l’optimisation du design de l’une des structures classiques des fibres PM, une fibre à gaine elliptique autour d’un cœur et d’une première gaine circulaire. L’optimisation de cette structure dans le but d’obtenir une fibre polarisante est basée sur la création d’un profil d’indice à fuite sur l’un des deux axes : le profil d’indice de réfraction en W. La longueur d’onde de fuite des deux modes de polarisation étant différente, la fibre offre une plage de longueurs d’onde sur laquelle se propage un seul des deux modes.
Après connectorisation, le produit se présente sous la forme d’une jarretière de fibre d’une longueur L connectorisée FC/APC.
Principales caractéristiques de la fibre seule :
- Longueur d’onde centrale : 775 nm
- Atténuation : 1 dB à 800 nm pour l’axe lent, 20 dB à 750 nm pour l’axe rapide
- Plage polarisante : 50 nm
- Atténuation < 0,01 dB/km
- Diamètre de champ de mode : 5 – 6,5 µm
- Ouverture numérique : 0,12
- Diamètre de fibre : 125 µm
Après connectorisation, le taux d’extinction de polarisation est supérieur à 30 dB à 767 et 780 nm.
Innovation apportée
Contrairement à une fibre optique à maintien de polarisation, il n’est plus nécessaire pour la fibre polarisante de corriger l’état de polarisation (le taux d’extinction de polarisation en sortie de fibre est supérieur à 30 dB pour toutes les longueurs supérieures à 5 mètres même très importantes). L’état de polarisation de sortie est connu et contrôlé.
Si le taux d’extinction de polarisation n’est pas suffisant, l’insertion d’un polariseur pour corriger l’état de polarisation entre la sortie de jarretière et le piège magnéto-optique est possible. Un seul des deux modes propres de polarisation peut se propager, il n’y aura donc pas d’interférence en sortie du polariseur : la puissance en sortie de fibre est ainsi très stable.
La fibre polarisante fonctionne droite. Aucune courbure n’est nécessaire pour obtenir le mécanisme à fuite : celui-ci est réalisé uniquement par le profil d’indice de la fibre.
La fibre polarisante est facilement manipulable grâce au travail réalisé sur le conditionnement.
Elle va permettre de réduire drastiquement la complexité expérimentale des systèmes à atomes froids.
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iXFiber est une société française de 30 employés basée à Lannion (Côtes d’Armor), spécialisée dans la conception, la fabrication et la commercialisation de fibres optiques spéciales et de composants optiques. Le mariage de ces deux technologies est un réel avantage permettant de proposer des solutions innovantes pour des marchés aussi divers que ceux des télécommunications, des lasers à fibre et des capteurs pour les domaines civil, industriel ou militaire. Depuis 2006 et la création de l’entreprise, les équipes d’iXFiber produisent et commercialisent notamment des fibres optiques à maintien de polarisation (PM - polarization-maintaining) utilisées dans les capteurs de courant et les gyromètres à fibre optique. Depuis 7 ans, ces marchés historiques ont permis à la société d’acquérir un réel savoir-faire dans la fabrication de tous types de fibre à maintien de polarisation (fibre à cœur elliptique, Bow-Tie, Panda et Tiger). Autour de ces quatre types de fibre, différents produits ont été développés (fibres faible et forte biréfringence, fibre torsadée,…) afin de satisfaire les besoins des clients et partenaires. C’est dans cette optique de collaboration et de progression continue de la société que s’inscrit la collaboration avec le LP2N (Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences) qui a permis de mettre au point la fibre polarisante présentée dans la Vitrine de l’innovation. |
Innoptics - Laser bas bruit haute cohérence
Description
Ce laser bas bruit haute cohérence est le fruit de plusieurs années de recherche sur la technologie VECSEL (vertical external cavity surface emitting laser) à l’IES -Montpellier, en collaboration avec le Laboratoire de photonique et nanostructures (LPN) à Marcoussis. Les structures issues de ces travaux ont démontré des performances très intéressantes en laboratoire, et Innoptics a démarré il y a deux ans avec ses partenaires un développement visant à industrialiser et commercialiser des modules compacts intégrant cette technologie.
Un VECSEL est un laser à semi-conducteur à cavité verticale, dans lequel le miroir de Bragg inférieur et le milieu à gain sont épitaxiés sur le semi-conducteur, mais où, à la différence des traditionnelles diodes VCSEL, le miroir de sortie est formé par un miroir externe (à l’image d’un laser solide).
Le composant peut être pompé électriquement ou optiquement. Le produit présenté est basé sur un pompage optique, qui permet d’améliorer les performances.
Toute une gamme de produits est en développement, visant à couvrir une large plage de longueurs d’onde et basée sur le même boîtier. Le premier produit disponible est un laser très faible bruit émettant à 1 μm (plage typiquement adressable : 900-1100 nm). Un laser accordable émettant à 2,3 μm est en cours de développement et devrait être disponible dans le courant de l’été 2013. Des développements ultérieurs sont prévus à 852 nm et 1,5 et 2,7 μm.
Principales caractéristiques :
- Longueur d’onde : 1 µm
- Dimensions : 74 x 57 x 27 mm. Poids : 200 g
- Faisceau circulaire monomode TEM 00. M2 < 1,2 ; divergence < 1°
- Puissance émise > 200 mW
- Largeur de raie ~ 1 kHz
- Side-mode suppression ratio (SMSR) > 50 dB
- Relative intensity noise (RIN) à 1kHz : -130 dB/Hz
- Le module intègre non seulement le bloc laser, mais également un dispositif de pompage optique, ainsi que des fonctions de monitoring de puissance et de régulation de température par module à effet Peltier
- Le module comprend également un dispositif piézoélectrique permettant d’ajuster la cavité laser et de contrôler ainsi la longueur d’onde (accord fin ou balayage large bande selon les modèles)
Innovation apportée
La technologie VECSEL mise en œuvre permet de combiner les avantages des lasers à semi-conducteur (fiabilité, compacité, flexibilité en longueur d’onde) à ceux des lasers DPSS (cohérence, pureté spectrale).
Le système développé permet en outre de convertir un faisceau de pompe fortement multimode en un faisceau de sortie parfaitement monomode spatialement et spectralement.
La fonction d’accordabilité peut permettre, en fonction de l’application, soit de caler la longueur d’onde sur une valeur précise (source de référence pour doublage ou horloge atomique), soit de disposer d’un laser largement et rapidement accordable (pour analyse de gaz). Cette fonctionnalité est notamment mise en œuvre sur le module à 2,3 μm pour disposer d’une plage d’accordabilité supérieure à 500 GHz.
Enfin, grâce à une architecture modulaire, le produit pourra être décliné dans une large gamme de longueurs d’onde, en fonction de l’arrivée à maturité technologique des structures à semi-conducteur.
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Innoptics est une jeune entreprise innovante, créée en 2010 et installée à Talence, spécialisée dans l’intégration de composants optoélectroniques. Maîtrisant la conception et les procédés d’assemblage des composants, de la diode laser à son intégration en boîtier et au couplage dans une fibre optique, la société se développe suivant plusieurs axes : |
First Light Imaging : Caméra d’imagerie en lumière faible ultra-rapide
Description
Ocam2 est la caméra d’imagerie en lumière faible la plus rapide au monde.
Sa conception repose sur le CCD 220 de e2V technologies, EMCCD de la gamme L3Vision, back illuminated, 240 x 240 pixels, spécialement conçu pour cette caméra et proposant des performances inégalées en termes de vitesse et de bruit de lecture.
Ocam a été conçue à l’origine pour les systèmes d’optique adaptative des grands télescopes : elle trouve aujourd’hui d’autres applications dans les secteurs de la sécurité aéronautique, de la détection de débris spatiaux, du médical et biomédical et de la défense.
Issue de programmes de recherche académiques, la technologie Ocam bénéficie aujourd’hui à de nombreux observatoires et instituts dans le monde : l’ESO, l’ONERA, le Giant Magellan Telescope, l’ANU en Australie, le Yunnan Observatory en Chine utilisent Ocam2 dans leur senseur de front d’ondes.
Principales caractéristiques :
- EMCCD 240 x 240 pixels. Pixels de 24 microns.
- Bruit de lecture inférieur à 1 électron. Efficacité quantique de 90 à 95 %.
- Vitesse nominale de 1500 à 2000 images par seconde à pleine résolution, et jusqu’à 3700 images par seconde en demi-résolution.
- Refroidissement liquide externe avec un liquide de refroidissement jusqu’à 35 °C.
- Interface CameraLink Full, synchronisation externe en option.
- Caméras adaptables à tous systèmes complexes et chaque unité est fabriquée « sur mesure » en fonction des contraintes du système d’accueil.
- Faible encombrement (24 x 17 x 8 cm). Usinage dans la masse en aluminium afin de répondre aux normes d’émission électromagnétique.
Innovation apportée
La caméra Ocam2 développée par First Light Imaging allie simultanément, contrairement aux caméras concurrentes, une sensibilité extrême, capable de détecter des photons isolés, et une cadence d’images de 1500 à 2000 images par seconde. Cette vitesse peut même atteindre 3700 images par seconde en demi-résolution sans perte de sensibilité.
Le capteur spécialement conçu pour OCAM2 utilise un silicium haute résistivité ayant un rendement quantique de 95 % pic, et de 65 % dans le proche infrarouge à 900 nm. L’interface CameraLink Full utilisée assure une latence exceptionnellement basse adaptée aux applications en temps réel. Le processeur embarqué permet de réaliser les corrections de champ plat et d’offset à la volée à pleine vitesse, sans ajout de latence sur le flux de pixels.
OCAM2 possède une entrée/sortie de synchro avec une précision de 35 ns.
Chaque caméra est conçue suivant les spécifications client et est adaptable à l’application finale.
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First Light Imaging SAS est issue des meilleurs laboratoires d’astrophysique de France. Elle exploite un savoir-faire unique permettant de concevoir et réaliser des caméras scientifiques de pointe autour des technologies EMCCD et e-APD. Les ingénieurs fondateurs sont issus du Laboratoire d’astrophysique de Marseille (LAM), de l’Institut de planétologie et astrophysique de Grenoble (IPAG) et de l’Observatoire de Haute-Provence (OHP) et ont été rejoints par un entrepreneur de métier. Le projet a vu le jour en 2009 et la société a été immatriculée en 2011 après avoir été accompagnée par l’incubateur Impulse. Lauréate du concours OSEO, la compagnie est accueillie dans les locaux du LAM et a bénéficié d’un prêt participatif d’EADS Développement. Ses partenaires industriels et de R&D sont, entre autres, e2V Technologies, Sofradir, le CEA-LETI, l’institut Curie, l’ONERA ainsi que de nombreux instituts et observatoires à l’étranger. First Light Imaging a clos son premier exercice avec un CA de 580 000 € et prévoit une forte croissance qui lui permettra de poursuivre ses développements techniques. |
Lasoptic - Système de mesure des rayonnements optique incohérents
Description
Spécialisée dans le domaine de la sécurité des rayonnements optiques (cohérents et incohérents), la société Lasoptic a notamment développé des produits et services qui vont de l’analyse de risques et la formation, aux logiciels en passant par la mesure de rayonnements. Dans ce cadre, elle a déjà réalisé par le passé un appareil innovant le Dλmètre pour la mesure de puissance ou d’énergie laser et de la Dlambda conformément à la norme sécurité.
Dans le même esprit, elle vient de concevoir et de réaliser un ROAmètre permettant la mesure des rayonnements optiques incohérents en référence à la directive agent physique « Rayonnements Optiques Artificiels ». Cet appareil unique sur le marché avec ces performances permet de mesurer directement le niveau de risque présenté par des sources continues ou pulsées (lampes ou LEDs) sur le terrain. Il est destiné aussi bien à des organismes de contrôle, des services de sécurité, des utilisateurs qui pour l’heure sont démunis devant cette exigence réglementaire.
Principales caractéristiques :
- Bandes spectrales : 6 bandes couvertes soit UVC-B, UVA, lumière bleue, visible, visible et IRA et IRA-B
- Mesures d’éclairements intégrés et pondérés (UVC-B, UVA), de luminances intégrées et pondérées (visible, visible + IRA)
- Sensibilité : 25 pW/m2 pour UVA, 280 pW/m2 pour UVB, 25 pW/m2 de 380 à 780 nm, 25 pW/m2 de 780 à 1400 nm
- Dynamique (ROAmètre seul) : 103 sur toutes les bandes spectrales (sans adjonction de filtres neutres)
- Fréquence d’acquisition : 10 kHz
- Erreurs de mesure (corps noir 5500 °C) : < 4 % (UVC-B), <5 % (UVA), < 5 % (lumière bleue), < 2 % (visible+IRA)
- Interface : Afficheur et clavier sur appareil et logiciel avec connexion USB pour PC
- Certificat d’étalonnage LNE, option pour la mesure pour la peau
- Poids : 750 g
- Encombrement : largeur 80 mm, profondeur 90 mm, hauteur 120 mm sans poignée, 240 avec poignée. La poignée est amovible permettant de passer d’un fonctionnement terrain à un fonctionnement en laboratoire (platine d’interface adaptée pour pied photo et filetage M4)
- Autonomie : 8 h
Innovation apportée
Le ROAMètre est un matériel unique au niveau des performances en termes de justesse, de sensibilité, de dynamique et de cadence d’acquisition.
Il couvre toute la gamme des rayonnements optiques incohérents et permet la classification des sources incohérentes conformément à la norme EN62471.
Il est adapté aussi bien aux mesures sur le terrain qu’à celles réalisées en laboratoire (utilisation manuelle, sur pied photo ou sur banc) avec des sorties analogiques permettant des enregistrements sur de longues périodes.
Il est livré avec un logiciel d’acquisition et d’analyse.
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Lasoptic travaille dans le domaine de l’ingénierie optique depuis plus de vingt ans. Elle est notamment connue pour le développement de ses systèmes optroniques de terrain, de ses bancs de mesure et de ses équipements industriels associant optique, mécanique, électronique et informatique. Depuis de nombreuses années, elle s’est notamment spécialisée dans deux domaines : la sécurité et la caractérisation de faisceaux laser et de rayonnements optiques. Ces deux axes de développement ont débouché sur la conception et la réalisation de produits à caractères spécifiques sur cahier des charges ou généraux à plus large diffusion. |
SeQureNet - Système de distribution quantique de clés
Description
La distribution quantique de clés est un protocole qui permet à deux intervenants séparés par un lien optique de partager une clé cryptographique (c'est-à-dire une chaîne binaire) secrète même en présence d'un espion écoutant sur la ligne de transmission, et ce, sans faire d'hypothèse de nature technologique ou théorique sur les moyens à disposition de cet espion. La sécurité de la clé partagée à l'issue du protocole est garantie par les principes de la physique quantique.
Cygnus est le premier produit commercial implémentant la distribution quantique de clés en ne faisant appel qu'à des composants télécoms standards. Il fonctionne sur un lien fibré monomode jusqu'à des distances de l'ordre de 80 km (16 dB de pertes optiques). L'équipement fournit en continu à un débit allant de quelques centaines à plusieurs dizaines de milliers de bits par seconde des clés utilisables pour réaliser différentes tâches cryptographiques telles que l'authentification d'utilisateurs ou le chiffrement de liens réseaux haut débit.
La quantité de clé produite par Cygnus dépendant des paramètres physiques du lien fibré, tels que les pertes introduites par la fibre optique et le bruit ajouté par l'introduction d'éventuels équipements de mesure, Cygnus permet une surveillance de l'évolution de ces paramètres en cours de fonctionnement et donc la détection éventuelle de la présence d'un espion sur le lien optique.
La transmission optique de Cygnus est assurée par une paire d'équipements de format standard, des racks 19'' de format 4U, connectés en façade par une fibre optique standard monomode. Les performances de Cygnus sont directement liées aux pertes optiques et sont donc optimales pour une longueur d'onde de fonctionnement dans la bande C, autour de 1550 nm. Un fonctionnement dans la bande L est également possible.
Une paire d'ordinateurs reliés par un lien réseau Ethernet pilote les boîtiers optiques et permet de produire un débit de clé secrète typique de l'ordre de 20 Kbit/s pour des pertes optiques de 5 dB. Les clés produites sont directement exploitables par des équipements de chiffrement haut débit (chiffrement de trafic Gbit/s ou plus).
Innovation apportée
Cygnus permet de produire des clés cryptographiques qui offrent des garanties de sécurité long-terme non accessibles avec des techniques de cryptographique classique (qui reposent typiquement sur des hypothèses de difficulté de résolution de certains problèmes calculatoires). Les clés produites par Cygnus sont indépendantes de la puissance de calcul d'un attaquant, y compris dans le futur. Par contraste, les méthodes calculatoires employées actuellement, même si elles n'ont pas de vulnérabilité connue aujourd'hui, sont exposées à une découverte ultérieure d'une faiblesse qui pourra être exploitée a posteriori sur des données enregistrées.
En cas de perte ou de compromission d'une clé, le fonctionnement continu de Cygnus permet de la remplacer par une nouvelle clé sans introduire de latence ou d'interruption de trafic. Les clés issues de Cygnus peuvent être également combinées avec des clés issues de méthodes calculatoires, par exemple si le cadre réglementaire de l'emploi du dispositif nécessite de conserver celles-ci.
Le débit élevé de Cygnus permet l'utilisation en parallèle de plusieurs équipements de chiffrement réseau ainsi que de plusieurs tunnels chiffrés.
Cygnus fournit une supervision en temps réel des pertes et du bruit sur la ligne de transmission, permettant ainsi la détection d'un éventuel espion.
Il peut être déployé sur tout réseau optique métropolitain ne faisant pas intervenir d'équipements actifs (tels que des amplificateurs) en toute transparence vis-à-vis des liens optiques haut débit WDM coexistant sur la même fibre.
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SeQureNet a été fondée en 2008 comme vitrine des activités de recherche de l'équipe Information Quantique de Télécom ParisTech dans le cadre d'un projet de recherche Européen (secure communication based on quantum cryptography - SECOQC) qui a donné lieu au premier réseau Européen sécurisé à l'aide de technologies quantiques. Successivement lauréate des concours OSEO Emergence et Création Développement et partenaire de plusieurs projets de recherche nationaux et internationaux, SeQureNet a industrialisé une technologie mise au point conjointement au début des années 2000 à l'Institut d'Optique (dans l'équipe de Philippe Grangier) et à Thales Research & Technology : la distribution quantique de clés à variables continues (continuous variable quantum key distribution – CVQKD). Au-delà de l'implémentation optique de cette technologie, pour laquelle SeQureNet valorise un brevet de Thales et du CNRS, l'entreprise a développé en propre un portefeuille de propriété intellectuelle et une expertise à la frontière de la mécanique quantique et du traitement de l'information qui la placent seule en position de réaliser des équipements CVQKD fonctionnant à grande distance (plus de cinquante kilomètres). Elle commercialise aujourd'hui son implémentation matérielle et licencie des sous-parties de sa propriété intellectuelle auprès d'une clientèle académique essentiellement à l'export. |
