Les lasers sont devenus une partie importante de notre vie quotidienne.

Des téléphones et tablettes aux voitures autonomes et à la communication de données, même les informations que vous lisez en ce moment vous sont probablement transmises via des lasers.

Les applications de la technologie sont si vastes que même les chercheurs qui utilisent quotidiennement les lasers sont constamment étonnés.

Parmi eux se trouve le chercheur de l'Université du Queensland, le Dr Martin Plöschner de l'École des technologies de l'information et du génie électrique (ITEE).

"Je travaille avec des lasers depuis 15 ans et pourtant je suis souvent surpris de les trouver dans les endroits les plus inattendus", a déclaré le Dr Plöschner.

"Dans nombre de leurs applications, les lasers fonctionnent dans une partie du spectre qui est invisible à nos yeux.

"Et ce que les yeux ne peuvent pas voir, l'esprit ne le sait souvent pas.

"Si les lasers fonctionnaient davantage dans la partie visible du spectre, le monde qui nous entoure serait un magnifique spectacle laser."

L'une de ces applications cachées des lasers est la communication de données optiques, où la lumière laser passe à travers les fibres optiques pour fournir des informations.

Mais la demande sans cesse croissante d'un accès plus rapide et plus fréquent aux données pousse les réseaux de fibres optiques du monde entier à leurs limites :ce que l'on appelle la « crise de capacité ».

Le Dr Joel Carpenter de l'ITEE de l'UQ a déclaré que les impulsions de lumière laser relayées le long des fibres de verre ou de plastique se déplacent à des vitesses différentes et peuvent se chevaucher, ce qui ralentit le processus.

"Imaginez crier à un ami à travers un long tuyau en béton", a déclaré le Dr Carpenter. "Votre message se déformera en fonction de la quantité d'échos du tuyau, et vous devrez également attendre que les échos disparaissent d'un message avant de pouvoir envoyer le suivant.

"C'est un problème similaire dans les grands groupes de serveurs informatiques, la quantité d'écho dépendant de la forme et de la couleur des lasers lancés dans la fibre optique."

Mesurer les propriétés des lasers est essentiel pour apporter des améliorations, mais il n'existe aucune méthode pour saisir pleinement cette complexité.

Jusqu'ici.

Le Dr Plöschner, le Dr Carpenter et leur équipe, qui possèdent une expertise dans la manipulation, la mise en forme et la caractérisation du faisceau laser, étaient impatients de résoudre le problème.

Ils se sont associés au principal fabricant de lasers II-VI Inc. et ont passé trois ans à travailler sur un moyen de rendre les lasers plus rapides et d'améliorer leurs performances.

Ils ont développé un outil qui mesure la sortie des lasers à émission par la surface à cavité verticale (VCSEL) et permet l'examen des grandes quantités de données transportées par leur lumière.

"Le système lui-même a à peu près la taille d'une boîte à chaussures et est simplement inséré dans le trajet du faisceau laser", a déclaré le Dr Plöschner.

"Il peut nous dire comment le faisceau laser évolue dans le temps et change de forme et de couleur.

"Ces informations sont cruciales pour la façon dont le faisceau se déplace à travers la liaison fibre."

Les résultats peuvent maintenant être utilisés pour améliorer la prochaine génération de lasers.

"Notre outil permettra d'identifier les caractéristiques du faisceau qui contribuent à la "diffusion des impulsions" dans la liaison optique, ce qui ralentit les données", a déclaré le Dr Plöschner.

"Les ingénieurs laser peuvent alors concevoir des lasers sans ces fonctionnalités malveillantes, ce qui conduit à des liaisons optiques avec une vitesse plus élevée et une plus longue distance de fonctionnement.

"Et tout outil pouvant faciliter un transfert de données plus rapide sur de plus longues distances est utile."

Le Dr Plöschner a déclaré que la technologie laser améliorée devrait bénéficier à toute une gamme d'industries, des télécommunications à la sécurité et à la construction automobile.

"Les voitures autonomes utilisent des lasers pour créer une image 3D de la scène afin de les aider à naviguer dans la circulation ou à reculer dans un espace restreint", a-t-il déclaré.

"Et vous êtes scanné par des centaines de minuscules lasers chaque fois que vous utilisez la reconnaissance faciale pour déverrouiller votre smartphone.

"Il n'est donc pas surprenant qu'il existe une énorme demande pour fabriquer des lasers aux performances améliorées.

"Cette percée débloquera un trésor d'informations de faisceaux optiques."

La recherche a été publiée dans Nature Communications . + Explorer plus loin

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