dimanche, juin 1, 2025
  • Connexion
Enerzine.com
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
    • Electricité
    • Marché Energie
    • Nucléaire
    • Pétrole
    • Gaz
    • Charbon
  • Renouvelable
    • Biogaz
    • Biomasse
    • Eolien
    • Géothermie
    • Hydro
    • Hydrogène
    • Solaire
  • Technologie
    • Batterie
    • Intelligence artificielle
    • Matériaux
    • Quantique
    • Recherche
    • Robotique
    • Autres
      • Chaleur
      • Communication
      • Fusion
      • Graphène
      • Impression
      • Industrie énergie
      • Industrie technologie
      • Laser
      • Nanotechnologie
      • Optique
  • Environnement
    • Carbone
    • Circulaire
    • Climat
    • Déchets
    • Durable
    • Risques
    • Santé
  • Mobilité
    • Aérien
    • Infrastructure
    • Logistique
    • Maritime
    • Spatial
    • Terrestre
  • Habitat
  • Insolite
  • GuideElectro
    • Sommaire
    • Maison
    • Chauffage
    • Bricolage
    • Jardin
    • Domotique
    • Autres
      • Isolations
      • Eclairage
      • Nomade
      • Loisir
      • Compostage
      • Médical
  • LaboFUN
    • Science
    • Lévitation
    • Globe
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Enerzine.com
Aucun résultat
Voir tous les résultats
Une prouesse technologique : le laser rubidium miniaturisé défie les standards actuels

Une prouesse technologique : le laser rubidium miniaturisé défie les standards actuels

par La rédaction
22 décembre 2024
en Laser, Technologie

Les applications quantiques requièrent une précision extrême dans la manipulation et la mesure des atomes. Les lasers, avec leur capacité à émettre une lumière extrêmement stable et pure, sont indispensables pour des dispositifs tels que les horloges atomiques à deux photons, les interféromètres à atomes froids et les portes quantiques. Toutefois, la technologie laser actuelle, massive et coûteuse, limite ces applications aux laboratoires. La question se pose : comment rendre ces technologies plus accessibles et applicables en dehors des murs des laboratoires ?

Les lasers utilisés pour des mesures ultra-précises et des contrôles atomiques sont généralement des systèmes de laboratoire volumineux et onéreux. Ils sont conçus pour générer et émettre des photons dans un spectre très étroit, offrant ainsi une lumière stable et à faible bruit.

À l’Université de Californie à Santa Barbara, le professeur d’ingénierie Daniel Blumenthal et son équipe travaillent sur une solution permettant de miniaturiser ces lasers. Leur objectif est de les rendre aussi performants que les systèmes de table, mais dans un format suffisamment petit pour tenir dans la paume de la main.

« Les lasers plus petits permettront des solutions scalables pour les systèmes quantiques réels, ainsi que des lasers pour des capteurs quantiques déployables sur le terrain et dans l’espace », a indiqué Andrei Isichenko, étudiant chercheur dans le laboratoire de Blumenthal. Leur travail vise à influencer des domaines technologiques tels que le calcul quantique avec des atomes neutres et des ions piégés, ainsi que des capteurs quantiques à atomes froids comme les horloges atomiques et les gravimètres.

Dans un article publié dans Scientific Reports, les chercheurs ont présenté un laser à faible largeur de raie à auto-injection verrouillée, d’une taille comparable à celle d’une boîte d’allumettes. Cet appareil, selon les chercheurs, surpasse les lasers à faible largeur de raie existants en termes de performance, tout en étant bien moins coûteux à fabriquer et à loger.

Le rubidium au cœur de la recherche

Le rubidium, choisi pour ses propriétés bien connues, est central dans le développement de ce laser. Sa transition optique D2 particulièrement stable le rend idéal pour des applications de haute précision telles que les horloges atomiques. Sa sensibilité le fait également privilégier pour les capteurs et la physique des atomes froids. En faisant passer un laser à travers une vapeur d’atomes de rubidium, on peut stabiliser la lumière laser sur la transition atomique.

Articles à explorer

Des chercheurs australiens utilisent un ordinateur quantique pour simuler le comportement de molécules réelles

Des chercheurs australiens utilisent un ordinateur quantique pour simuler le comportement de molécules réelles

21 mai 2025
Les ordinateurs quantiques pourraient déchiffrer les codes de sécurité utilisés par les satellites

Les ordinateurs quantiques pourraient déchiffrer les codes de sécurité utilisés par les satellites

13 mai 2025

« On peut utiliser les lignes de transition atomique pour verrouiller le laser », a noté le Pr. Blumenthal, l’auteur principal de l’article. « Autrement dit, en verrouillant le laser sur la ligne de transition atomique, le laser adopte plus ou moins les caractéristiques de cette transition en termes de stabilité. »

Supprimer le bruit est essentiel pour obtenir une lumière de qualité souhaitée. Daniel Blumenthal compare cela à la différence entre une note parfaite jouée avec un diapason et une corde de guitare dont la résonance peut contenir plusieurs harmoniques. Les lasers de laboratoire utilisent des composants supplémentaires pour purifier la lumière, un défi que l’équipe de Blumenthal a relevé en intégrant ces fonctionnalités sur une puce.

Laser verrouillé à auto-injection de 780 nm intégré de manière hybride à l'échelle d'une puce. (a) Image du résonateur annulaire intégré à ultra-haut Q (UHQ) et de la diode laser Fabry-Pérot (FPLD) avec une pièce de 10 cents pour l'échelle. (b) Laser verrouillé sur un anneau en résonance. Encadré : couplage de bord de la FPLD tournée. (c) Spectre de transmission du résonateur indiquant un facteur de qualité chargé () de 43 millions, un facteur de qualité intrinsèque () de 90 millions, une perte de 0,57 dB/m et une largeur de ligne totale de 8,9 MHz. L'accord de fréquence est calibré avec un interféromètre de Mach-Zehnder non équilibré (MZI, trace bleue). (d) Schéma du laser à auto-injection verrouillée (SIL) comprenant un FPLD couplé à une puce avec un séparateur et un résonateur avec des tuners thermiques pour contrôler la phase entre le laser et le résonateur et le désaccord de la résonance. La sortie du laser est collectée dans une fibre clivée couplée au bord
Laser verrouillé à auto-injection de 780 nm intégré de manière hybride à l’échelle d’une puce. (a) Image du résonateur annulaire intégré à ultra-haut Q (UHQ) et de la diode laser Fabry-Pérot (FPLD) avec une pièce de 10 cents pour l’échelle. (b) Laser verrouillé sur un anneau en résonance. Encadré : couplage de bord de la FPLD tournée. (c) Spectre de transmission du résonateur indiquant un facteur de qualité chargé (Ql) de 43 millions, un facteur de qualité intrinsèque (Qi) de 90 millions, une perte de 0,57 dB/m et une largeur de ligne totale de 8,9 MHz. L’accord de fréquence est calibré avec un interféromètre de Mach-Zehnder non équilibré (MZI, trace bleue). (d) Schéma du laser à auto-injection verrouillée (SIL) comprenant un FPLD couplé à une puce avec un séparateur et un résonateur avec des tuners thermiques pour contrôler la phase entre le laser et le résonateur et le désaccord de la résonance. La sortie du laser est collectée dans une fibre clivée couplée au bord.

Technologie et performance

L’équipe a utilisé une diode laser Fabry-Perot commerciale, des guides d’onde à très faible perte et des résonateurs de haute qualité, tous fabriqués sur une plateforme de nitrure de silicium. Grâce à cela, ils ont pu reproduire la performance des systèmes de table sur un support bien plus compact, avec une performance supérieure en termes de bruit de fréquence et de largeur de raie.

« L’importance des valeurs de faible largeur de raie est que nous pouvons atteindre un laser compact sans sacrifier la performance », a expliqué pour sa part Andrei Isichenko. « D‘une certaine manière, la performance est améliorée par rapport aux lasers conventionnels grâce à une intégration complète à l’échelle de la puce. Ces largeurs de raie nous aident à interagir mieux avec les systèmes atomiques, éliminant les contributions du bruit laser pour résoudre pleinement le signal atomique en réponse, par exemple, à l’environnement qu’ils détectent. »

Outre la performance, ce laser utilise une diode à 50 dollars ainsi qu’un procédé de fabrication économique et modulable, compatible avec le procédé CMOS à l’échelle des wafers, s’inspirant de la fabrication de puces électroniques. Cette avancée technologique ouvre la possibilité de déployer ces lasers intégrés de haute performance et à faible coût dans divers contextes, tant dans les laboratoires que dans des applications de terrain, y compris des expériences quantiques, la chronométrie atomique et la détection des signaux les plus faibles, comme les variations de l’accélération gravitationnelle autour de la Terre.

« On peut mettre ces dispositifs sur des satellites pour créer une carte gravitationnelle de la Terre avec une certaine précision », a conclule Pr. Blumenthal. « On pourrait mesurer la montée du niveau de la mer, les changements dans la glace de mer et les séismes en détectant les champs gravitationnels autour de la Terre. »

Leur compacité, leur faible consommation d’énergie et leur légèreté sont parfaitement adaptées pour des applications spatiales.

Légende illustration : Andrei Isichenko tient le résonateur annulaire de très haute qualité (à gauche), qui permet de transformer la lumière « grossière » d’une diode laser Fabry-Perot disponible dans le commerce (à droite) en un laser à faible largeur de raie. Crédit : Sonia Fernandez

Article : « Sub-Hz fundamental, sub-kHz integral linewidth self-injection locked 780 nm hybrid integrated laser » – s41598-024-76699-x

Tags: lasersprecisionquantiquestabilite
Tweet1Partage1PartagePartageEnvoyer
Article précédent

Mode éphémère et désastre écologique : le véritable prix de nos vêtements synthétiques

Article suivant

Les robots-chercheurs surpassent les humains dans la course à l’énergie solaire

La rédaction

La rédaction

Enerzine.com propose une couverture approfondie des innovations technologiques et scientifiques, avec un accent particulier sur : - Les énergies renouvelables et le stockage énergétique - Les avancées en matière de mobilité et transport - Les découvertes scientifiques environnementales - Les innovations technologiques - Les solutions pour l'habitat Les articles sont rédigés avec un souci du détail technique tout en restant accessibles, couvrant aussi bien l'actualité immédiate que des analyses. La ligne éditoriale se concentre particulièrement sur les innovations et les avancées technologiques qui façonnent notre futur énergétique et environnemental, avec une attention particulière portée aux solutions durables et aux développements scientifiques majeurs.

A lire également

Une avancée en physique révèle une nouvelle façon de contrôler des objets solides dans un liquide
Recherche

Une avancée en physique révèle une nouvelle façon de contrôler des objets solides dans un liquide

il y a 10 minutes
Explorer les mers avec des méduses cyborgs autonomes
Robotique

Explorer les mers avec des méduses cyborgs autonomes

il y a 2 heures
L'apprentissage automatique simplifie les processus laser industriels
Laser

L’apprentissage automatique simplifie les processus laser industriels

il y a 1 jour
Des chercheurs démontrent une détection sensible du plomb avec des puces microfluidiques à base de bois
Optique

Des chercheurs démontrent une détection sensible du plomb avec des puces microfluidiques à base de bois

il y a 1 jour
Dôme d'or : Un ingénieur aérospatial explique le projet de système de défense antimissile à l'échelle nationale
Industrie technologie

Dôme d’or : Un ingénieur aérospatial explique le projet de système de défense antimissile à l’échelle nationale

il y a 1 jour
Des chercheurs figent virtuellement le temps pour capturer des images claires d'objets en rotation rapide
Optique

Des chercheurs figent virtuellement le temps pour capturer des images claires d’objets en rotation rapide

il y a 2 jours
Plus d'articles
Article suivant
Les robots-chercheurs surpassent les humains dans la course à l'énergie solaire

Les robots-chercheurs surpassent les humains dans la course à l'énergie solaire

Des aiguilles de soie high-tech sonnent l'alarme quand vos plantes manquent d'eau

Des aiguilles de soie high-tech sonnent l'alarme quand vos plantes manquent d'eau

Un revêtement protecteur résout le problème des batteries zinc-ion à charge rapide

Un revêtement protecteur résout le problème des batteries zinc-ion à charge rapide

Laisser un commentaire Annuler la réponse

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

Bibliothèque photos préférée : Depositphotos.com
depositphotos
Enerzine est rémunéré pour les achats éligibles à la plateforme : Amazon partenaire

Articles récents

Une avancée en physique révèle une nouvelle façon de contrôler des objets solides dans un liquide

Une avancée en physique révèle une nouvelle façon de contrôler des objets solides dans un liquide

1 juin 2025
Les installations photovoltaïques flottantes pourraient renforcer la résilience climatique des lacs

Les installations photovoltaïques flottantes pourraient renforcer la résilience climatique des lacs

1 juin 2025
  • A propos
  • Newsletter
  • Publicité – Digital advertising
  • Mentions légales
  • Confidentialité
  • Contact

© 2025 Enerzine.com

Bienvenue !

Login to your account below

Forgotten Password?

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.

Log In
Aucun résultat
Voir tous les résultats
  • Accueil
  • Energie
  • Renouvelable
  • Technologie
  • Environnement
  • Mobilité
  • Habitat
  • Insolite
  • Guide
  • Labo

© 2025 Enerzine.com