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Posté par Redbran le Mercredi 20/07/2016 à 12:00
Un record mondial pour la capture de photons dans des microrésonateur
Qui peut espérer arrêter la lumière et ses 300.000.000 mètres par seconde ? De nombreux chercheurs travaillent pourtant au stockage des photons. Des chercheurs du laboratoire FOTON, de l’IRCP et du C2N ont ainsi établi un nouveau record pour la durée de capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui passe au voisinage d'un astre, est retenu dans la gravisphère de ce dernier. La capture de...) de photons dans un microrésonateur. Ces travaux ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.


Visuel représentant les milliers de tours effectués par des photons à l’intérieur d’un microrésonateur optique à modes de galerie.
© Pierre Guillemé - FOTON

Afin de stocker des photons, deux options s’offrent aux physiciens. Ils peuvent tenter de les ralentir grâce à divers phénomènes physiques, ou les piéger dans des résonateurs qui les forcent à tournoyer de nombreuses fois avant de les laisser, avec des pertes, en sortir.

Les chercheurs du laboratoire Fonctions optiques pour les technologiques de l’information (FOTON, Université Rennes 1/CNRS), de l’Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles...) Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre...) (IRCP, CNRS/Chimie Paristech) et du Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N, CNRS/Université Paris Sud) ont ici décidé de cumuler ces deux solutions. Ils ont pour cela utilisé des microrésonateurs optiques à modes de galerie: des sphères de 100 micromètres de diamètre constituées d’un verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est...) de fluorure dopé à l’erbium. À l’approche d’une fibre optique (Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de conduire la lumière et sert dans les transmissions terrestres et...) du microrésonateur, une partie de la lumière qui passe à proximité va y pénétrer. Les photons vont alors devoir effectuer un peu moins d’un millier de tours dans la sphère avant de pouvoir en sortir. Ils vont également interagir avec les ions d’erbium en présence, ce qui les ralentit. Alors que les photons effectuaient le millier de tours en 300 picosecondes, il leur faut à présent 2,5 millisecondes.

La lumière utilisée se situe dans le domaine des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de...) télécom, une branche dans laquelle de nombreux détecteurs et sources sont déjà disponibles pour développer des applications. Ces travaux ont également montré que les microrésonateurs optiques pouvaient atteindre une capacité de stockage de l’ordre de leurs versions macroscopiques. Cela ouvre par exemple la voie à des systèmes miniaturisés de stockage, tels que des mémoires optiques ou quantiques.

Références:
V. Huet, A. Rasoloniaina, P. Guillemé, P. Rochard, P. Féron,M. Mortier, A. Levenson, K. Bencheikh, A. Yacomotti, and Y. Dumeige
Millisecond photon (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque...) lifetime in a slow-light microcavity
Phys. Rev. Lett. 116, 133902 (2016)
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.133902

Contact chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...):
Yannick Dumeige - Laboratoire FOTON

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Source: CNRS-INC