Un nouveau cristal d'une efficacité redoutable pour doper les lasers

Classé sous :physique , laser , cristal non linéaire

Des scientifiques chinois affirment avoir synthétisé un cristal permettant de doper la performance des lasers. Typiquement, un laser émet des photons de même longueur d'onde et de même direction concentrés dans un rayon. Certaines applications des lasers, notamment dans le domaine militaire ou industriel, nécessitent des lasers à très haute fréquence et donc des photons de très haute énergie. Malheureusement, l'amplification d'un laser de basse énergie à un laser de haute énergie est un processus assez inefficace : il faut produire énormément de photons, ce qui nécessite beaucoup d'électricité.

Les cristaux non linéaires permettent d'additionner les fréquences de laser basse énergie : un rayon laser infrarouge peut par exemple être transformé en un rayon vert visible de plus haute fréquence. Les chercheurs de l'Académie des sciences chinoise, dont les travaux ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie, ont réussi à synthétiser un cristal de germanate de césium de bismuth (CBGO) 13,7 fois plus efficace pour la conversion que les cristaux les plus performants actuellement utilisés (dihydrogénophosphate de potassium, KDP). « C'est un record mondial », se félicite Mao Jianggao, principal auteur de l'étude. De plus, contrairement à d'autres cristaux précédemment testés, le CBGO possède une haute résistance au laser et aux contraintes mécaniques, et reste stable dans des environnements extrêmes (forte humidité ou chaleur par exemple).

Ce cristal pourrait notamment permettre la mise au point d'armes laser sophistiquées, permettant de détruire des drones, des missiles, ou de détecter des sous-marins jusqu'à 500 mètres de profondeur. Les lasers à haute fréquence sont également utilisés pour les télécommunications ou pour graver des microprocesseurs. Le cristal obtenu est pour l'instant de la taille d'un grain de riz ; le défi consistera donc à le faire grandir, sachant qu'un usage industriel nécessite notamment la taille d'un dé.

Le cristal CBGO permet de démultiplier l’énergie des lasers. © refresh(PIX) - Fotolia