Les chercheurs font la démonstration d'une nouvelle technique pour supprimer les rétro-réflexions de la lumière :une meilleure qualité de signal pour la détection et la technologie de l'information.

Les microrésonateurs sont de petites structures de verre dans lesquelles la lumière peut circuler et s'intensifier. En raison d'imperfections matérielles, une certaine quantité de lumière est réfléchie vers l'arrière, ce qui perturbe leur fonction.

Les chercheurs ont maintenant démontré une méthode pour supprimer ces réflexions arrière indésirables. Leurs résultats peuvent aider à améliorer une multitude d'applications basées sur les microrésonateurs de la technologie de mesure telles que les capteurs utilisés par exemple dans les drones, au traitement de l'information optique dans les réseaux à fibres optiques et les ordinateurs.

Les résultats de l'équipe du Max Planck Institute for the Science of Light (Allemagne), Collège impérial de Londres, et le National Physical Laboratory (Royaume-Uni) ont été récemment publiés aujourd'hui dans le La nature -journal de famille Lumière :science et applications .

Les chercheurs et ingénieurs découvrent de nombreuses utilisations et applications des microrésonateurs optiques, un type de dispositif souvent appelé piège à lumière. Une limitation de ces appareils est qu'ils ont une certaine quantité de réflexion arrière, ou rétrodiffusion, de lumière en raison des imperfections du matériau et de la surface. La lumière réfléchie par l'arrière a un impact négatif sur l'utilité des minuscules structures en verre. Pour réduire la rétrodiffusion indésirable, les scientifiques britanniques et allemands se sont inspirés des casques antibruit, mais plutôt en utilisant des interférences optiques qu'acoustiques.

"Dans ces écouteurs, un son déphasé est joué pour annuler les bruits de fond indésirables, " déclare l'auteur principal Andreas Svela du Quantum Measurement Lab de l'Imperial College de Londres. " Dans notre cas, nous introduisons une lumière déphasée pour annuler la lumière réfléchie, " poursuit Svela.

Pour générer la lumière déphasée, les chercheurs positionnent une pointe métallique pointue près de la surface du microrésonateur. Tout comme les imperfections intrinsèques, la pointe provoque également la diffusion de la lumière vers l'arrière, mais il y a une différence importante :la phase de la lumière réfléchie peut être choisie en contrôlant la position de la pointe. Avec ce contrôle, la phase de la lumière rétrodiffusée ajoutée peut être réglée de manière à annihiler la lumière rétro-réfléchie intrinsèque - les chercheurs produisent de l'obscurité à partir de la lumière.

"C'est un résultat peu intuitif, en introduisant un diffuseur supplémentaire, nous pouvons réduire la rétrodiffusion totale, ", explique le co-auteur et chercheur principal Pascal Del'Haye à l'Institut Max Planck pour la science de la lumière. L'article publié montre une suppression record de plus de 30 décibels par rapport aux réflexions intrinsèques. En d'autres termes, la lumière indésirable est inférieure au millième de ce qu'elle était avant l'application de la méthode.

"Ces résultats sont passionnants car la technique peut être appliquée à un large éventail de technologies de microrésonateurs existantes et futures, " commente le chercheur principal Michael Vanner du Quantum Measurement Lab de l'Imperial College de Londres.

Par exemple, la méthode peut être utilisée pour améliorer les gyroscopes, des capteurs qui aident par exemple les drones à naviguer; ou pour améliorer les systèmes de spectroscopie optique portables, ouverture pour des scénarios tels que des capteurs intégrés dans les smartphones pour la détection de gaz dangereux ou pour aider à vérifier la qualité des produits d'épicerie. Par ailleurs, les composants optiques et les réseaux avec une meilleure qualité de signal nous permettent de transporter plus d'informations encore plus rapidement.