Guider les lasers là où ils doivent aller est un élément clé du système optique, et les ingénieurs de DESY ont désormais développé un moyen de courber le faisceau laser sans rien toucher. Une grille invisible composée d'air et utilisant des principes acoustiques peut dévier la lumière.


Vue d'artiste d'une grille d'air qui courbe les faisceaux laser/Laboratoire de communication scientifique de la Décennie des Nations Unies pour l'éducation au développement durable (DESY)

Dans les systèmes optiques, la lumière laser est généralement redirigée vers des lentilles et des miroirs, mais dans des situations à haute énergie, telles que les lasers utilisés dans le traitement des matériaux, les accélérateurs de particules ou la recherche sur l'énergie de fusion, ces pièces fragiles peuvent devoir être remplacées fréquemment.

Christoph Heyl, chercheur principal du nouveau projet, a déclaré : « Dans cette plage de puissance, les propriétés matérielles des miroirs, des lentilles et des prismes limitent considérablement leur utilisation. Dans les applications pratiques, ces éléments optiques peuvent être facilement endommagés par des faisceaux laser puissants.

L'alternative de l'équipe DESY est d'utiliser des principes acoustiques pour sculpter l'air. Les ondes sonores ne sont essentiellement que des changements dans la pression atmosphérique, donc augmenter le volume suffisamment fort peut créer des ondes sonores suffisamment puissantes pour faire léviter des objets ou, dans ce cas, manipuler la lumière elle-même.

Les chercheurs ont utilisé une paire de haut-parleurs à ultrasons se faisant face pour créer des poches d’air plus denses ou moins denses, créant ainsi un motif de réseau rayé. Lorsqu'un faisceau laser infrarouge traverse ce réseau, l'efficacité de déviation de la lumière dépasse 50 %. L'équipe affirme que des gains d'efficacité encore plus importants pourraient être obtenus grâce à des travaux supplémentaires.

Ces tests impliquent des équipements assez puissants : les lasers ont une puissance allant jusqu'à 20 gigawatts et les haut-parleurs doivent atteindre un volume de 140 décibels, soit le volume d'un moteur à réaction à quelques mètres de distance. Mais heureusement, puisqu’il s’agit d’ultrasons, il ne peut pas être détecté par l’oreille humaine.

L'équipe affirme que cette technique pourrait servir de commutateur rapide pour les lasers et que des travaux futurs pourraient tenter de former des formes autres que des réseaux, notamment des lentilles et des guides d'ondes. De plus, il n’est pas nécessaire qu’ils se limitent à l’air ordinaire. "

"Tout d'abord, nous avons testé notre technologie avec de l'air ordinaire", a déclaré Haier. "Ensuite, nous utiliserons également d'autres gaz pour tirer parti d'autres longueurs d'onde, d'autres propriétés optiques et géométries."

La recherche a été publiée dans la revue Nature Photonics.