ESPACE — Récemment, l’Agence spatiale américaine (NASA) a développé une technologie laser pour les communications dans l’espace. En conséquence, les lasers devraient remplacer les communications par ondes radio dans les prochaines années.
Que vous le réalisiez ou non, vous interagissez quotidiennement avec les lasers. On le trouve dans les scanners des épiceries, les connexions Internet et les caméras de recul des voitures. Cette technologie basée sur la lumière a contribué à construire un monde moderne et interconnecté.
Mais qu’est-ce qu’un laser exactement et comment fonctionne-t-il ?
Le mot laser est en fait un acronyme, abréviation de amplification de la lumière par émission soutenue de rayonnement ou amplification de la lumière par émission continue de rayonnement. Les lasers fonctionnent en faisant vibrer ou osciller les particules énergétiques de manière synchrone, ce qui signifie que les pics et les creux des ondes lumineuses qu’ils émettent sont alignés.
“Imaginez des soldats marchant en formation par rapport à une foule rassemblée autour d’une place de ville. C’est la qualité de la lumière laser par rapport à la lumière blanche incohérente à laquelle nous sommes habitués”, a déclaré Peter Delfyett, ingénieur en photonique à l’Université de Floride centrale.
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Lorsqu’un certain nombre d’électrons dans un certain nombre d’atomes synchronisés en vibration atteignent leur état d’énergie le plus élevé, ils retombent simultanément à leur état d’énergie le plus faible, émettant ainsi une forme spéciale de lumière. Le dispositif laser purifie ensuite cette lumière en la faisant rebondir entre deux miroirs avant de l’utiliser.
“C’est la lumière réelle que vous voyez sortir de votre pointeur laser”, a déclaré Delfyett.
La physique fondamentale de la technologie laser est connue depuis plus d’un siècle. La théorie du laser a été avancée pour la première fois par Albert Einstein en 1917, mais il a fallu près de quatre décennies aux chercheurs pour concrétiser ces idées théoriques.
Avant les lasers, il y avait les masers, une technologie similaire utilisant des micro-ondes au lieu de la lumière visible. Le premier maser fonctionnel a été construit en 1954 par un groupe de scientifiques de l’Université de Columbia.
Illustration du vaisseau spatial Lunar Flashlight, six unités CubeSat conçues pour rechercher de la glace à la surface de la Lune à l’aide de lasers spéciaux. Image : NASA/JPL-Caltech
L’appareil utilise un faisceau de molécules d’ammoniac à haute énergie et un récipient creux appelé cavité résonante pour forcer les micro-ondes à osciller ensemble. Cependant, la puissance de sortie est faible, environ 10 nanowatts seulement.
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C’est un milliard de fois moins que la quantité nécessaire pour allumer une ampoule classique. En revanche, les lasers les plus puissants au monde peuvent produire jusqu’à 10 pétawatts, soit environ un dixième de la puissance du soleil.
2024-03-31 00:34:56
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