Motifs moirés et propriétés de leurs modes propres linéaires. Crédit: Photonique de la nature (2020). DOI :10.1038/s41566-020-0679-9
Une équipe de chercheurs de Chine, Espagne, La Russie et le Portugal ont développé un moyen d'utiliser les réseaux de Moiré pour induire et mettre en évidence optiquement la formation de solitons optiques dans différentes conditions géométriques. Dans leur article publié dans la revue Photonique de la nature , le groupe décrit son travail, qui impliquait l'utilisation de milieux non linéaires photoréfractifs comme moyen de localiser la lumière laser dans des endroits restreints.
Les solitons sont des quasi-particules propagées par une onde progressive. Contrairement aux vagues telles que celles produites dans l'eau, les solitons ne sont ni suivis ni précédés par d'autres ondes de ce type - ils conservent également leur forme lorsqu'ils se déplacent. Ils sont importants car ils sont capables d'empêcher la diffraction de se produire, c'est pourquoi ils jouent un rôle si important dans les télécommunications et autres systèmes de support d'information. Les treillis moirés sont des motifs qui apparaissent parfois dans les images imprimées ou numérisées lorsque deux motifs se chevauchent de manière décalée. Ils ont été utilisés dans des efforts de recherche et des travaux basés sur le graphène qui impliquent la manipulation d'atomes très froids. Ils ont également été trouvés pour jouer un rôle dans le développement des amas colloïdaux.
Dans ce nouveau travail, les chercheurs étudiaient les moyens d'empêcher la lumière de se propager, plus précisément, manières dont la lumière laser pourrait être piégée dans un endroit restreint. À cette fin, ils ont utilisé un faisceau laser pour pochoir un type spécial de cristal :un cristal de niobite de strontium et de baryum photoréfractif avec des propriétés holographiques non linéaires. Le pochoir a forcé un faisceau de lumière laser à se former en un réseau de Moiré torsadé. Alors que la lumière se déplaçait à travers le treillis, les chercheurs ont découvert que des solitons se sont formés. Ils ont également découvert qu'ils pouvaient ajuster le seuil de la puissance laser en ajustant avec précision les angles des torsions du réseau. En outre, la formation de solitons dans les réseaux s'est produite avec des transitions douces, des géométries entièrement périodiques aux géométries apériodiques. Les chercheurs ont également noté que ces seuils dans leur configuration étaient assez bas. Cette découverte suggère que l'équipe a trouvé un moyen de réduire le seuil de puissance dans les applications du monde réel, que les chercheurs décrivent comme une avancée majeure dans la recherche sur les solitons.
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