Pour la première fois, des chercheurs dévient des lasers en utilisant uniquement l’air et le son

Des ingénieurs allemands ont réalisé une importante première en parvenant à dévier un faisceau laser à l’aide d’un réseau invisible de poches d’air façonné par des ultrasons.

Laser et ultrasons

Au sein des systèmes optiques, les lasers sont généralement redirigés à l’aide de lentilles et de miroirs, mais à des niveaux d’énergie élevés, tels qu’exploités pour le traitement des matériaux, les accélérateurs de particules ou la recherche sur l’énergie de fusion, ces composants fragiles doivent être régulièrement remplacés.

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« Dans cette gamme de puissance, ces éléments optiques sont facilement endommagés par les faisceaux laser, dont la qualité se retrouve par extension amoindrie », explique Christoph Heyl, auteur principal de la nouvelle étude.

Détaillée dans la revue Nature Photonics, l’alternative proposée par l’équipe du Deutsches Elektronen-Synchrotron consiste à utiliser de l’air sculpté par des ondes sonores (qui sont essentiellement des variations de sa pression). En augmentant suffisamment le volume, il est possible de faire léviter des objets ou, dans le cas présent, de manipuler la lumière elle-même.

Les chercheurs ont utilisé une paire de haut-parleurs à ultrasons placés face à face, produisant un réseau quadrillé de poches d’air plus ou moins denses. Si le faisceau laser infrarouge émis à travers ce dernier a pu être dévié avec une efficacité supérieure à 50 %, l’équipe estime qu’elle pourrait être facilement améliorée.

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Un équipement puissant

Ces tests ont nécessité un équipement assez puissant : le laser avait une puissance de 20 gigawatts, tandis que les haut-parleurs émettaient des ondes sonores atteignant 140 décibels, ce qui correspond au volume d’un moteur à réaction à quelques mètres de distance. Heureusement, il s’agissait d’ultrasons, imperceptibles pour l’oreille humaine.

Selon l’équipe, cette technique pourrait être prochainement utilisée pour commuter rapidement des lasers.

« Nous l’avons d’abord testée avec de l’air ordinaire », souligne Heyl. « À l’avenir, nous prévoyons également d’utiliser d’autres gaz afin d’exploiter d’autres longueurs d’onde, d’autres propriétés optiques et d’autres configurations. »

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