Actualités et informations sur le laser

Mesurer chaque point d'un faisceau laser

Si vous voulez tirer le meilleur parti d'un rayon de lumière, que ce soit pour détecter une planète éloignée ou pour remédier à une aberration dans l'œil humain, vous devez être capable de la mesurer.

Maintenant, une équipe de recherche de l'Université a mis au point un moyen beaucoup plus simple de mesurer des faisceaux de rayons laser pulsés, même puissants et ultra-rapides, qui nécessitent des dispositifs très complexes pour caractériser leurs propriétés.
faisceau laser
Le nouveau dispositif donnera aux scientifiques une capacité sans précédent pour affiner même les pulsations de lumière les plus rapides pour une foule d'applications, dit professeur d'optique, qui a utilisé des faisceaux laser pulsés femtoseconde pour traiter les surfaces métalliques de façon remarquable, et il pourrait rendre traditionnel instruments de mesure de faisceaux lumineux obsolètes.

« Ceci est un pas en avant révolutionnaire », dit. "Dans le passé, nous avons dû caractériser les faisceaux lumineux avec des dispositifs interférométriques très compliqués et encombrants, mais maintenant nous pouvons le faire avec un seul cube optique. C'est super compact, super fiable et super robuste. "

L'appareil, étudiant développé dans son laboratoire, est décrit dans Nature Light: Science and Applications. Appelé interféromètre à cisaillement inversé, il se compose d'un cube prismatique, assemblé à partir de deux prismes à angle droit. Le cube a deux entrées inclinées et divise le faisceau en deux parties.

Lorsque le faisceau sort du cube, la lumière réfléchie provenant de la partie gauche du faisceau et la lumière transmise provenant de la partie droite du faisceau sont émises depuis une face du cube. Inversement, la lumière transmise à partir de la partie gauche du faisceau et la lumière réfléchie provenant de la partie droite sont émises depuis une autre face du cube.
faisceaux laser pulsés ultra-rapides
Cela crée un modèle «d'interférence» extrêmement stable pour que son équipe mesure toutes les caractéristiques spatiales clés d'un faisceau lumineux: amplitude, phase, polarisation, longueur d'onde et, dans le cas de faisceaux pulsés, la durée des impulsions. Et pas seulement en moyenne sur tout le faisceau, mais à chaque point du faisceau de lumière.

Ceci est particulièrement important dans les applications d'imagerie, dit. «Si un faisceau n'est pas parfait, et qu'il y a un défaut sur l'image, il est important de savoir que le défaut est dû au faisceau, et non à une variation de l'objet que vous imaginez», dit-il.

« Idéalement, vous devriez avoir un faisceau parfait pour faire l'imagerie. Et si vous ne le faites pas, vous le saurez mieux, et vous pourrez alors corriger vos mesures. lasers ultra-rapides sont essentiels pour l'enregistrement des processus dynamiques, et un dispositif extrêmement simple mais robuste pour caractériser ultrarapides ou tout autre type de faisceaux laser sont certainement importants ».

Caractériser les impulsions laser à un millionième de milliardième de seconde

Démontré le premier interféromètre dans les années 1880, en utilisant un diviseur de faisceau et deux miroirs. Les principes de base restent les mêmes dans les interféromètres utilisés aujourd'hui.

Le séparateur de faisceau envoie la lumière scindée sur différents trajets optiques vers les miroirs. Les miroirs réfléchissent alors chaque faisceau divisé de sorte qu'ils se recombinent au diviseur de faisceau. Les différents chemins empruntés par les deux faisceaux divisés provoquent une différence de phase qui crée un motif de frange d'interférence. Ce modèle est ensuite analysé par un détecteur pour évaluer les caractéristiques de l'onde.

Cette approche a assez bien pour caractériser des faisceaux laser à ondes continues parce qu'ils ont longtemps « cohérence », ce qui leur permet d'intervenir, même après avoir été divisé, envoyé le long de deux chemins de différentes longueurs, puis recombinée, dit.

Cependant, compte tenu de la courte durée d'un faisceau laser pulsé femtoseconde - environ un millionième de milliardième de seconde - l'interféromètre traditionnel commence à se dégrader. «Un interféromètre simple comme la plaque de cisaillement, où les faisceaux réfléchis par la surface avant et arrière interfèrent, ne fonctionne plus», dit-il. Les faisceaux laser pulsés femtosecondes perdraient rapidement leur cohérence le long des voies non équidistantes d'un interféromètre typique.

Le cube de prisme est conçu de manière à éliminer ce problème, dit-il. Le cube de prisme est le premier interféromètre à élément unique qui peut caractériser des impulsions laser femtoseconde ou même plus courtes.

Les impulsions laser femtoseconde offrent deux avantages. Leur durée incroyablement courte est comparable aux échelles de temps au cours de laquelle « très nombreux processus fondamentaux dans la nature se produisent, » dit. Ces procédés comprennent un électron se déplaçant autour du noyau de l'atome, la vibration « réseau » d'atomes et de molécules, et le déroulement de protéines biologiques. Ainsi, les dernières impulsions femtoseconde fournissent aux chercheurs un outil pour étudier et manipuler ces processus.

Les impulsions laser femtoseconde sont également incroyablement puissantes. «La puissance de crête d'une impulsion laser femtoseconde dans mon laboratoire est équivalente à l'ensemble du réseau électrique nord-américain», dit-il. Cela permet à son laboratoire d'utiliser les impulsions laser pour graver les surfaces métalliques avec de nouvelles propriétés, de sorte qu'ils deviennent super hydrofuge ou attirant l'eau.
Nouveau laser rend silicium « sing » Mesurer une sortie laser puissante prend une approche énergique

Produit connexe

NOUVEAU PRODUIT
ARTICLES RÉCENTS