Une équipe de chercheurs de l'Université de Floride centrale a surmonté un problème de longue date dans la science du laser, et les résultats pourraient avoir des applications en chirurgie, perçage et cartographie laser 3D.

En utilisant le principe de supersymétrie, ils ont développé le premier réseau laser supersymétrique. Leurs résultats ont été publiés récemment dans la revue Science .

La supersymétrie est une conjecture en physique qui dit que chaque particule de matière, comme un électron, a un ou plusieurs superpartenaires qui sont les mêmes à l'exception d'une différence précise dans leur élan.

« Il s'agit de la première démonstration d'un réseau laser supersymétrique qui promet de répondre aux besoins en réseaux laser intégrés de haute puissance avec une émission de faisceau de haute qualité, " a déclaré le co-auteur de l'étude Mercedeh Khajavikhan, professeur agrégé d'optique et de photonique au Collège d'optique et de photonique de l'UCF.

Khajavikhan a dirigé l'équipe qui a développé le réseau laser, qui est composé de rangées de lasers et est capable de produire une puissance de sortie élevée et une qualité de faisceau élevée.

Il s'agit d'une première matrice qui génère constamment un rayonnement élevé, car les conceptions précédentes ont entraîné une dégradation de la qualité du faisceau.

Khajavikhan a déclaré que des travaux antérieurs de Demetrios Christodoulides, un professeur Pégase d'optique et de photonique, Cobb Family Endowed Chair au collège et co-auteur de l'étude, a suggéré l'utilisation de la supersymétrie en optique et son équipe l'a explorée plus avant dans ses études.

"Toutefois, ce n'est que récemment que mon groupe a réussi à amener ces idées dans des paramètres laser réels, où de telles notions peuvent être fructueusement utilisées pour résoudre de vrais problèmes en photonique, " elle a dit.

L'astuce dans les réseaux laser de son équipe est d'espacer les lasers les uns à côté des autres en utilisant des calculs qui prennent en compte la supersymétrie.

Elle a déclaré que ce développement est très important dans de nombreux domaines où un laser intégré haute puissance est nécessaire.

« Nous prévoyons de nombreuses applications des réseaux laser supersymétriques en médecine, militaire, l'industrie et la communication, partout où il y a un besoin de matrices laser intégrées de haute puissance ayant une qualité de faisceau élevée, ", a déclaré Khajavikhan.

Une application intéressante pourrait être l'utilisation du LIDAR, qui utilise des lasers pour arpenter et cartographier le terrain en 3D et est utilisé dans des domaines tels que les voitures autonomes, archéologie, sylviculture, physique de l'atmosphère et plus encore.

"Le LIDAR nécessite un laser de haute puissance et de haute qualité, " a déclaré Khajavikhan. " Actuellement, en raison de l'absence de ce type de lasers sous forme intégrée, ils utilisent d'autres types de lasers. Le laser supersymétrique fournit une solution laser haute puissance intégrée qui montre également une qualité de faisceau élevée. »