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Les procédés optiques permettent de réaliser des mesures en temps réel à des échelles de temps extrêmement courtes. Les lasers actuels sont capables d'émettre des impulsions de lumière d'une durée de 100 attosecondes (1 as = 10^(-18) s), un ordre de grandeur qui ne peut être atteint par aucun autre système à ce jour. Des scientifiques de l'Institut Max Born d'optique non-linéaire et de spectroscopie (MBI) de Berlin sont désormais parvenus à établir le record de la plus faible durée d'impulsion contrôlable, en atteignant une durée de 12 attosecondes.
La lumière est une onde électromagnétique de très haute fréquence. Pour une onde lumineuse visible, la période d'oscillation du champ électrique est comprise entre 1.200 et 2.500 as. Lors d'impulsions de lumière ultracourtes, l'onde n'a le temps d'effectuer que quelques oscillations. Ainsi, pour atteindre une intensité de champ maximale, le centre de l'impulsion doit coïncider avec le maximum du champ électrique, ce qui correspond à la situation présentée dans l'illustration. Les impulsions issues de lasers à impulsion courte traditionnels sont caractérisées par de fortes variations de la position relative entre le maximum de champ et le centre de l'impulsion, et n'atteignent donc jamais une intensité de champ maximum stable. C'est pourquoi des méthodes permettant de stabiliser la position des maximums de champ, c'est-à-dire la phase de l'onde lumineuse, ont été développées ces dernières années.
En partenariat avec l'entreprise autrichienne Femtolasers, les chercheurs du MBI ont développé un nouveau procédé leur permettant de contrôler la position de la phase. Contrairement aux méthodes habituelles, il n'y a pas d'intervention directe sur le laser, ce qui permet d'éviter des variations de la puissance du laser et de la durée des impulsions, et de garantir une plus grande stabilité à long terme. La correction de la phase intervient à l'extérieur du laser, dans un translateur de fréquence acousto-optique, qui reçoit directement le signal de mesure, sans régulation préalable. "Grâce à cette correction de phase, beaucoup d'expériences de physique à l'échelle de l'attoseconde et de métrologie de fréquence seront facilitées", affirme M. Steinmeyer, le chef de projet.
Jusqu'à présent, une stabilisation des champs à une échelle de 100 as (environ 1/20ème de la période de l'onde) était possible, ce qui correspondait par ailleurs aux impulsions les plus courtes alors atteintes. La nouvelle méthode permet de descendre à 12 as, soit 1/200ème de la période, et de passer ainsi sous le mur des 24 as - qui correspond à l'ordre de grandeur des processus les plus rapides imaginables dans l'enveloppe atomique. Ceci offre de nouvelles perspectives pour l'étude de ce type de processus ultra-rapides dans la nature.
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/63399.htm
Mar 25 Mai - 7:37