2022-03-17
Avancées sur le ralentissement de la lumière à température ambiante
Une collaboration internationale impliquant la Chaire Photonique au sein du laboratoire LMOPS de CentraleSupélec et de l’Université de Lorraine (Metz, France), et Uzhhorod National University (Uzhhorod, Ukraine), a réussi à ralentir la lumière à température ambiante, en exploitant des propriétés optiques non-linéaires d’un cristal dit photoréfractif. Les résultats ont été publiés dans la revue internationale Physical Review A de l’American Physical Society2. Des retards de plusieurs nanosecondes sont réalisés sur des impulsions de durée de quelques nanosecondes, permettant d’envisager de nouvelles solutions de routage tout optique de l’information en télécommunications.
L’ un des effets les plus fascinants de la lumière est sa vitesse. Avec une vitesse d’environ 300 000 km/s dans l’air, la lumière met un peu plus de 6 minutes pour faire un aller-retour entre la Terre et la planète Mars! Cependant la valeur de la vitesse de la lumière peut être contrôlée lors de sa propagation dans un autre milieu hors le vide. La lumière peut être ralentie typiquement d’un facteur 2 ou 3 au maximum dans les matériaux qui présentent des indices de réfraction supérieurs à 1. Plus spectaculaires, des effets physiques dits de dispersion, par lesquels cet indice de réfraction de la matière dépend de la longueur d'onde de la lumière, peuvent significativement modifier la vitesse d’une impulsion de lumière.
Une telle technologie qui maitriserait cet effet physique de dispersion de la lumière dans la matière, permettrait alors une avancée significative dans ce que l’on appelle le traitement tout optique de l’information. Notre société de l’information exploite certes la lumière pour transmettre l’information, mais le routage de l’information dans des réseaux de fibres optiques reste réalisé de façon électronique, limitant forcément le débit des données transmises et par ailleurs consommant beaucoup d’énergie. Une révolution technologique de la société de l’information serait celle où l’information serait produite, transformée, transportée mais aussi routée de façon optique, en exploitant un ralentissement des impulsions optiques circulant dans la fibre optique.
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