Une fibre optique transformée en un laser de 75 km de long !

Ce nouveau type de laser a ceci de particulier qu'il peut transmettre des signaux lumineux sur une longue distance sans aucune perte de puissance. Le signal ainsi envoyé est à peine affaibli. D'ordinaire, lorsque des données envoyées sur Internet sont converties en lumière afin d'être transmises par des fibres optiques standard, les signaux perdent environ 5% de puissance par kilomètre parcouru. Ces signaux doivent alors être amplifiés de place en place afin d'atteindre leur destination. Mais l'amplification du signal utile implique celle du bruit de fond, jusqu'à ce que celui-ci finisse par rendre inutilisable celui-là.

Le Dr Juan Diego Ania Castañón et ses collègues d'Aston ont utilisé un phénomène appelé l'effet Raman (un phénomène naturel qui affecte la lumière traversant un matériau) pour transformer une longue fibre optique en une "pompe" laser géante. Une source laser injecte une lumière à chaque extrémité de la fibre en traversant un miroir spécial transparent pour sa longueur d'onde. Quelques atomes de la fibre sont excités par effet Raman et émettent des photons (particules de lumière) de longueur d'onde plus longue que celle d'origine. En principe, peu d'atomes sont concernés par le phénomène, mais ici les photons sont renvoyés dans la fibre par les miroirs placé aux d'extrémités. La fibre dans son intégralité devient elle-même une source laser géante. Elle finit par contenir une quantité stable et uniforme de lumière laser qui voyage avec les signaux utiles en les renforçant, toujours par effet Raman, car ceux-ci sont émis sur une longueur d'onde encore plus longue. Le double phénomène leur permet de parcourir toute la longueur de la fibre à pleine puissance sans affaiblissement et évite ainsi la nécessité de leur amplification (1).

La découverte est exaltante, non seulement pour le monde scientifique, mais aussi pour l'industrie des télécommunications. "La transmission sans perte de données est une sorte de Graal dans le monde des communications. L'élaboration d'une méthode simple pour implémenter le lien presque idéal entre émetteur et récepteur prépare le terrain à des avancées importantes dans le domaine des télécommunications à grandes distances et ouvre des possibilités passionnantes pour la recherche dans d'autres secteurs", explique le Dr. Ania-Castañón.

(1) Pour fixer les idées, la longueur d'onde de l'émission laser initiale est de 1366 nm, celle émise par effet Raman par la fibre de 1455 nm et celle des signaux utiles de 1550 nm.

Source : Techno-Science via Université d'Aston & PhysOrg