Voici comment faire une fibre

Des faisceaux laser spécialement conçus peuvent créer un canal dans l'air à travers lequel la lumière peut se déplacer efficacement, créant quelque chose qui ressemble à un câble à fibre optique fait d'air.

Mikhaïl Rudenko/iStock/Getty Images Plus

De James R. Riordon

9 janvier 2023 à 7h00

Les faisceaux laser tubulaires peuvent créer ce qui équivaut à des câbles à fibres optiques constitués d'air mince, rapportent des chercheurs dans une étude à paraître dans Physical Review X.

L'air chauffé au laser peut transmettre efficacement des signaux lumineux sans qu'il soit nécessaire de poser des câbles à fibres optiques. Ces "guides d'ondes" basés dans l'air peuvent également fournir des voies pour les lasers à ultra-haute énergie qui ne se propagent pas bien dans l'air par eux-mêmes, en s'appuyant sur des efforts antérieurs qui ont été présentés comme une voie vers des armes à faisceau laser (SN : 3/5/14).

Selon le physicien Howard Milchberg de l'Université du Maryland à College Park, les dernières expériences ont battu plus de 60 fois les précédentes tentatives de guide d'ondes de son équipe, étendant la longueur d'un guide d'ondes à près de 50 mètres.

Les chercheurs ont utilisé un laser en "mode beignet", où le faisceau a un noyau évidé sur toute sa longueur, ressemblant à une pile de beignets lumineux. Le faisceau crée une couche d'air tubulaire chaud enroulée autour d'un air plus frais et plus dense. Cela crée quelque chose qui ressemble à un câble à fibre optique constitué d'air : au lieu d'un noyau transparent recouvert d'un revêtement en plastique qui guide la lumière dans les fibres optiques conventionnelles, l'air dense agit comme noyau, tandis que l'air chaud qui l'entoure sert de revêtement.

L'augmentation de la longueur du guide d'ondes à des kilomètres, dit Milchberg, consiste principalement à augmenter la puissance du laser en mode beignet. "Le seul problème est que nous n'avons pas un kilomètre" pour tirer un laser aussi loin en toute sécurité, dit-il. Il faudra peut-être un accord avec l'un des laboratoires nationaux américains pour trouver de l'espace pour exécuter une version plus longue de l'expérience.

Malgré les applications militaires potentielles, Milchberg dit que lui et son équipe se concentrent davantage sur les utilisations scientifiques, telles que l'extension de la gamme de systèmes qui révèlent la composition chimique des matériaux en tirant des lasers sur eux et en mesurant la lumière qu'ils dégagent. Les guides d'ondes aériens pourraient renvoyer la lumière émise vers des systèmes situés à distance, au lieu d'avoir à se rapprocher pour analyser un échantillon.

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Une version de cet article paraît dans le numéro du 11 février 2023 de Science News.

A. Goffin et al. Guidage optique dans des guides d'ondes à air à l'échelle de 50 mètres. Physical Review X, sous presse, 2022.

James Riordon est un rédacteur scientifique indépendant et co-auteur du livre Ghost Particle - In Search of the Elusive and Mysterious Neutrino.

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