Pour la première fois, des chercheurs ont réussi à utiliser l’air pour dévier un laser !

Récemment, des chercheurs du Centre de recherche allemand sur le synchrotron électronique (DESY) ont annoncé qu'ils étaient désormais capables de dévier les faisceaux laser en utilisant un système de réseau invisible fabriqué à partir d'air. Le système optique est décrit comme étant fabriqué à partir d'ultrasons et ne sera pas endommagé par le laser (après tout, ce n'est que de l'air), et il ne dégradera pas non plus la qualité du faisceau.
L'équipe a déposé une demande de brevet pour cette nouvelle méthode et un article connexe a été publié dans la revue Nature Photonics. Cela implique l'utilisation d'un haut-parleur spécial, qui permet de créer des modèles d'air de différentes densités. Bien que la masse reste constante, l'appareil n'est actuellement efficace qu'à 50 %, mais l'équipe estime que ces aspects pourront être encore améliorés à l'avenir.
Yannick Schrödel, premier auteur du document de recherche susmentionné et doctorant à DESY et à l'Institut Helmholtz de Jena, a déclaré dans un communiqué avoir produit un réseau optique basé sur des ondes de densité acoustique.
La technique innovante utilise des ondes sonores de 140 décibels (équivalent au niveau sonore d'un moteur à réaction à quelques mètres de distance), mais dans la gamme des ultrasons, elles sont donc inaudibles à l'oreille humaine. Ces ondes sonores forment des couches de densité variable. L'œuvre s'inspire de la manière dont la lumière est courbée par l'atmosphère terrestre lorsqu'elle traverse des couches de différentes densités.
"Cependant, la déviation de la lumière à travers un réseau de diffraction permet un contrôle plus précis du laser que la déviation dans l'atmosphère terrestre." Schrädel a expliqué que les propriétés du réseau sont affectées par la fréquence et l'intensité des ondes sonores.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont utilisé des impulsions laser infrarouges d'une puissance maximale de 20 GW, ce qui équivaut à environ 2 milliards de LED, soit la quantité d'énergie nécessaire pour renvoyer 16,5 voitures Drone dans le futur. En raison de leurs caractéristiques de puissance, ces lasers peuvent être utilisés, entre autres, pour traiter des matériaux.
"Dans cette gamme de puissance, les propriétés matérielles des miroirs, des lentilles et des prismes limitent considérablement leur utilisation, et ces optiques sont facilement endommagées dans la pratique par de puissants faisceaux laser." Christoph Heyl, chef de projet, également de DESY et de l'Institut Helmholtz, ajoute : « De plus, la qualité du faisceau laser est également affectée. En revanche, nous avons réussi à dévier le faisceau laser de manière à préserver la qualité sans contact. ".
Les chercheurs de DESY ont mentionné que des niveaux sonores extrêmes étaient nécessaires pour l'étude. Même si, au départ, des niveaux sonores extrêmes semblaient techniquement inaccessibles, ils ont finalement trouvé une solution avec le soutien des chercheurs de l'Université technique de Darmstadt et de la société Inoson. L’équipe DESY a désormais réussi à combiner la technologie avec l’air ordinaire pour produire des applications pertinentes.
L'équipe a désormais réussi à créer un système de réseau, mais elle pense qu'elle utilisera également d'autres gaz pour l'appliquer à d'autres longueurs d'onde ou pour produire d'autres propriétés optiques, structures optiques, telles que des lentilles et des guides d'ondes. Et il pourrait même être possible d’utiliser différents gaz pour interagir avec différents types de lasers.
"Le potentiel du contrôle de la lumière sans contact, et les autres applications pour lesquelles il peut être étendu, n'est actuellement qu'au niveau de l'imagination", explique Heyl, ajoutant que "l'optique moderne est presque entièrement basée sur l'interaction de la lumière avec de la matière solide. Notre approche ouvre une toute nouvelle direction.