Ce laboratoire a construit un prototype "anti-laser" qui absorbe la lumière

Ce laboratoire a construit un prototype "anti-laser" qui absorbe la lumière

(wacomka / iStock)

Au cours des dernières années, les scientifiques ont commencé à explorer le concept d'anti-lasers - des dispositifs capables d'absorber parfaitement une longueur d'onde de lumière particulière, au lieu de l'émettre comme le fait un laser.

Les chercheurs ont récemment publié une étude qui explore le projet de construction d'un anti-laser plus complexe que tout ce que nous avons vu auparavant.

Plus qu'un anti-laser, le dispositif de cette équipe est un «anti-laser aléatoire»: capable d'absorber des ondes diffusées de manière aléatoire dans toutes les directions. Cette capacité pourrait avoir diverses utilisations potentielles, des antennes de téléphone aux équipements médicaux, où que des ondes soient capturées.

Un anti-laser peut sembler sauvage, mais c’est en fait à peu près ce qu’il indique sur l’étain. Selon les chercheurs, on peut penser à un tel dispositif comme une explosion de lumière laser se produisant en sens inverse: elle est avalée plutôt que rayonnée.

"Jusqu'à présent, les anti-lasers n'étaient fabriqués que dans des structures unidimensionnelles sur lesquelles la lumière laser était dirigée des côtés opposés", dit l'un des membres de l'équipe Stefan Rotter de l'Université de technologie de Vienne en Autriche.

"Notre approche est beaucoup plus générale: nous avons pu montrer que même des structures bidimensionnelles arbitrairement compliquées peuvent parfaitement absorber une onde adaptée. Ce nouveau concept peut ainsi être utilisé pour une gamme d'applications beaucoup plus large. "

C'est cette polyvalence et cette flexibilité qui distinguent ce nouvel anti-laser de ce qui existait auparavant. L'équipe a élaboré une série de calculs et de simulations informatiques pour théoriser le fonctionnement d'un anti-laser parfaitement absorbant, puis les a complétés par des tests de laboratoire physiques.

La clé du processus consiste à trouver un front d'onde pour les signaux entrants afin de les absorber parfaitement. Cela permet ensuite d'absorber des ondes qui n'arrivent pas de manière prévisible, mais plutôt sous forme de signaux dispersés provenant de plusieurs sources.

"Les ondes qui sont dispersées de manière complexe sont vraiment tout autour de nous - pensez à un signal de téléphone portable qui est réfléchi plusieurs fois avant qu'il n'atteigne votre téléphone portable", dit Rotter .

"Cette diffusion multiple est utilisée de manière pratique dans les lasers dits aléatoires. De tels lasers exotiques reposent sur un milieu désordonné avec une structure interne aléatoire pouvant capter la lumière et émettre un champ laser très complexe spécifique au système lorsqu'il est alimenté en énergie. "

lumière laser 2

La configuration anti-laser aléatoire. (Université de technologie de Vienne)

Lors de la construction de leur propre anti-laser, les scientifiques ont installé une série de cylindres de téflon placés au hasard et ont envoyé des signaux micro-ondes les dispersant, un peu comme des roches déviant les vagues dans une flaque d’eau.

Un guide d'ondes placé au sommet avec une antenne en son centre a été utilisé pour absorber les ondes entrantes. Les chercheurs ont réussi à obtenir un taux d'absorption d'environ 99,8% des signaux qu'ils diffusent.

Cette haute note n’est cependant que dans des conditions étroitement contrôlées: l’équipe a d'abord mesuré les réflexions des vagues au moment de leur retour afin de régler avec précision l'antenne centrale. La fréquence du signal et la force d'absorption doivent être soigneusement calibrées.

La première tentative est cependant très prometteuse et la physique théorique du projet suggère de l’adapter à une gamme d’autres signaux et applications. Cela pourrait fonctionner dans n'importe quel scénario "dans lequel les ondes doivent être parfaitement focalisées, acheminées ou absorbées", écrire aux chercheurs .

"Imaginez, par exemple, que vous puissiez régler le signal d'un téléphone cellulaire de la manière la plus appropriée, de manière à ce qu'il soit parfaitement absorbé par l'antenne de votre téléphone," dit Rotter .

"En médecine également, nous avons souvent pour tâche de fournir de l'énergie des vagues à un point très spécifique, tel que les ondes de choc brisant une pierre au rein."

Être traité avec un anti-laser nous semble plutôt cool.

La recherche a été publiée dans La nature .

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