Ce laser à impulsions ultra-courtes suisse vient de battre un nouveau record.
Les pistolets laser de Star Wars sont(ils à portée de main ? Une équipe de recherche de l’ETH Zurich vient en effet de repousser encore un peu plus les limites de l’imaginable en créant un laser à impulsions ultra-courtes d’une puissance encore jamais vu, ce qui devrait avoir un impact considérable dans de nombreux secteurs.
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Qu’est-ce qu’un laser à impulsions ultra-courtes ?
Un laser à impulsions ultra-courtes génère des impulsions lumineuses d’une durée extrêmement brève, de l’ordre de la femtoseconde (10 puissance -15 seconde) à la picoseconde (10 puissance -12 seconde) ce qui lui vaut parfois le nom de laser femtoseconde. La capacité de ce genre de laser à produire des impulsions de haute intensité sur des durées très courtes les rend particulièrement utiles dans des applications nécessitant une grande précision sans causer de dommages thermiques à l’environnement cible.
La découverte des chercheurs de l’ETH Zurich
Les chercheurs de l’ETH Zurich ont mis au point un oscillateur laser capable de générer les impulsions les plus puissantes jamais enregistrées. Ces impulsions, d’une durée inférieure à une picoseconde, développent une puissance moyenne de 550 watts, avec des pics atteignant 100 mégawatts. Pour faire un comparatif, ce pic de puissance serait suffisant pour alimenter simultanément des centaines de milliers d’aspirateurs pendant ce laps de temps.
Innovation dans la création d’impulsions
Contrairement aux lasers émettant un faisceau continu, plus simples à manipuler, la production d’impulsions brèves est complexe. Elle nécessite des techniques avancées telles que le Q-switching ou le mode-locking, qui permettent de libérer l’énergie par salves. Pour surmonter ces problématiques, les scientifiques ont utilisé un oscillateur à disque pulsé, nécessitant une configuration spéciale de miroirs pour amplifier la lumière sans la rendre instable.
Le rôle clé des miroirs dans l’amplification
Pour ce laser, une série de miroirs spéciaux ont été arrangés pour faire passer la lumière à plusieurs reprises à travers le disque laser, avant de libérer cette même lumière à travers un autre miroir. Cette amplification de la lumière est cruciale avant sa conversion en impulsions puissantes et brèves pour laquelle une autre technologie est employée le SESAM.
Le SESAM, un miroir spécialisé
Le SESAM (Semiconductor Saturable Absorber Mirror) a été développé il y a trente ans par Ursula Keller, co-auteure de l’étude. Ce miroir permet de transformer la lumière amplifié lors de la phase précédente en impulsions puissantes, permettant ainsi de passer outre les inefficacités et instabilités des amplificateurs conventionnels.
Applications futures des impulsions ultra-courtes
Les secteurs touchés par cette découverte sont nombreux, allant des traitements chirurgicaux de précision, la nanotechnologie, ou encore pour certaines expériences de physique nécessitant de manipuler et d’observer des phénomènes à des échelles de temps très rapides. Ces impulsions pourraient également jouer un rôle clé dans le développement d’horloges atomiques extrêmement précises.
Vers des impulsions encore plus courtes
Encouragés par ces résultats, les chercheurs envisagent désormais de raccourcir ces impulsions, avec comme objectif d’atteindre l’échelle de l’attoseconde (10−18 secondes). Ce progrès pourrait révolutionner encore davantage les applications scientifiques et technologiques.
Cet article explore une innovation majeure dans la technologie des lasers, où des impulsions ultra-courtes et extrêmement puissantes pourraient redéfinir les possibilités dans divers domaines scientifiques et industriels. Les implications de cette découverte pourraient bien marquer un tournant dans l’utilisation des lasers en science et technologie.
Source : ETH Zürich
Étrange de parler de puissance moyenne pour ce type de laser et ne pas indiquer l’énergie d’un tir. Aussi quelle est la longueur d’onde et la fréquence max atteinte ? Mais en effet, pour du femto seconde, ça doit représenter une sacrée énergie ! Bonjour le plasma À l’impacte !