Un laser de 75 Km de long sans perte de puissance

Les fibres optiques ont connu une véritable révolution au cours des dernières décennies : elles ont trouvé de nombreuses applications en photonique, des télécommunications aux lasers utilisés en médecine et en détection. Toutefois, pour des fibres optiques "standard", le signal transmis, qu’il s’agisse par exemple de conversations téléphoniques ou de données Internet, perd environ 5% de sa puissance par kilomètre parcouru. Lorsque le signal doit parcourir de longues distances, des amplificateurs, ayant pour rôle d’éviter sa détérioration, sont ajoutés à intervalles réguliers. Or ces amplificateurs sont non seulement coûteux mais nécessitent également une maintenance régulière.

Une des techniques d’amplification dans les fibres optiques repose sur l’utilisation de la diffusion Raman stimulée (DRS), un phénomène optique non linéaire bien connu. Dans ce cas, deux lasers pompes sont placés à chaque extrémité d’un segment de fibre et injectent de la lumière. Celle-ci excite une petite quantité d’atomes de la fibre qui émettent une partie de l’énergie absorbée sous forme de photons dont la longueur d’onde est supérieure à celle de la lumière laser (processus Stokes), l’énergie résiduelle étant absorbée par le milieu sous forme de vibrations (les phonons). Les photons de plus faible énergie produits par émission Raman servent alors à amplifier le signal transmis dans la fibre, aux dépends des photons de la lumière pompe. Toutefois, l’amplification Raman n’est pas uniforme tout au long de la fibre et, afin d’éviter une perte de signal trop importante, les segments de fibre ne peuvent dépasser quelques dizaines de mètres de long. Cette limitation oblige à multiplier la quantité d’amplificateurs…