un-système-laser-amélioré-pour-les-grands-télescopes
Les chercheurs de l’Université Macquarie ont mis au point un système laser amélioré qui aidera les grands télescopes optiques à recueillir des données plus précises.

Un laser amélioré pour générer des étoiles guides

Les télescopes optiques au sol de grand diamètre utilisent régulièrement des étoiles guides artificielles générées par un faisceau laser, créées aux niveaux supérieurs de l’atmosphère. Ces étoiles artificielles permettent aux utilisateurs de corriger les aberrations atmosphériques de la lumière passante vers et depuis l’espace, en utilisant l’optique adaptative. Ils sont cruciaux pour la transmission haute fidélité des données pour des applications dans les communications optiques en espace libre et sur le sol.
Le principe consiste à utiliser un laser réglé avec précision pour dynamiser les atomes de la couche de sodium qui se trouve naturellement dans la mésosphère, à une altitude d’environ 90 km. Ces atomes réémettent la lumière du laser, créant temporairement une étoile artificielle rougeoyante. Un certain nombre de technologies ont été développées pour créer ces fausses étoiles guides, mais générer cette longueur d’onde spécifique a été un défi notoire qui nécessitait jusqu’à présent des approches peu pratiques.
Des chercheurs du MQ Photonics Research Center de l’Université Macquarie ont maintenant montré que les lasers Raman au diamant sont un moyen très efficace de générer une étoile guide. Ils ont pour la première fois démontré un laser au diamant à onde continue de 589 nm. Ce laser a fourni une puissance et une efficacité plus élevées que les systèmes laser d’étoiles guides précédents de son type.

Des étoiles guides plus puissants

Ces caractéristiques sont déjà compétitives avec d’autres approches, mais la véritable amélioration de cette recherche est que cette technologie peut être développée davantage pour augmenter la qualité des futures étoiles guides. Le diamant peut dissiper rapidement la chaleur et est moins sujet aux distorsions optiques indésirables. Cette combinaison offre une voie vers la production de faisceaux d’étoiles guides plus puissants.
Les chercheurs prédisent que ses flexibilités supplémentaires, seront également un avantage pour les systèmes optiques adaptatifs. En plus de la mise à l’échelle de la puissance, le concept du laser au diamant de sodium est prometteur pour générer une sortie pulsée d’une durée de microsecondes avec une puissance de crête élevée et une puissance moyenne simultanées, pour permettre à plus d’étoiles ponctuelles d’être générées via des systèmes optiques adaptatifs.
«Les grands télescopes ont besoin d’étoiles guides plus brillantes avec un allongement d’étoile et un bruit de fond réduits, et ce sont des aspects que notre approche au laser au diamant semble pouvoir traiter», explique le Dr Xuezong Yang, expérimentateur principal du projet. « Notre approche est également très pratique, car comme les propriétés de gain intrinsèques de l’élément en diamant, signifient que ce laser fonctionne sur une seule fréquence étroite. Cela maintient notre conception simple et un dispositif potentiellement robuste et peu coûteux. »
Le laser au diamant appartient à la classe des lasers appelés lasers Raman et fonctionne par diffusion stimulée plutôt que par émission stimulée. Les chercheurs ont découvert que cette différence fondamentale permet au laser de fonctionner de manière plus stable sur une fréquence unique.

Un système robuste 

Les auteurs pensent que nous verrons bientôt des lasers au diamant sur des télescopes et à des niveaux plus élevés. « Nous pensons que cette approche fournira un système robuste pour augmenter la luminosité et la qualité des futures étoiles guides. L’interaction lumière-atome dans la couche de sodium se révèle être extrêmement complexe, mais cela offre des possibilités intéressantes d’adapter les lasers pour stimuler les performances des systèmes optiques adaptatifs sur la Terre et vers l’espace. » dit le professeur Rich Mildren, le chercheur principal de ce travail.
Cette recherche a été publiée dans Optics Letters.
Source : Macquarie University
Crédit photo : Pixabay