Menéame

La Université du Michigan travaille à la mise au point d’un nouveau laser qui fournira des informations sur la composition des objets. Cela pourrait, par exemple, aider les avions à localiser ou identifier des dangers cachés de haute altitude, ou à les utiliser directement dans les aéroports eux-mêmes, en augmentant les niveaux de sécurité.

Pour atteindre cet objectif, ce système émet un faisceau de lumière infrarouge à large bande. La plupart des lasers émettent lumière sur une seule longueur d’onde, ou couleur, les lasers de super continuum comme celui-ci produisent un faisceau étroit rempli de colonnes de lumière qui couvrent une gamme de longueurs d’ondeC’est un mélange de couleurs. Et comme ce faisceau se trouve dans la région infrarouge, il est invisible pour l'œil humain.

L’infrarouge contient ce que les scientifiques mentionnent comme "gamme d’empreinte digitale spectrale," c’est-à-dire des fréquences sur lesquelles on peut détecter les échos de vibrations des molécules qui composent une substance solide. La "empreinte numérique" de la substance révèle les longueurs d’onde de lumière absorbées et réfléchies. Différentes substances absorbent et reflètent différentes longueurs d’onde.

La projection du nouveau laser sur un objectif et l’analyse de la lumière réfléchie permettent aux chercheurs de connaître la composition chimique de cet objet. "Une structure grise semble grise à la lumière visible mais dans l’irrourage on peut voir non seulement la forme mais aussi ce qu’il y a dedans," dit Mohammed Islam, professeur d’ingénierie électrique et de science informatique, et d’ingénierie biomédicale dans la Université du Michigan (UM)

Dans le domaine militaire, on utilise déjà dans une certaine mesure l’empreinte digitale multimétrique pour identifier des cibles, mais elles dépendent de la lumière du soleil, ce qui peut être problématique dans un jour nuageux ou pendant la nuit.

Tests sur le terrain

Bien qu’il existe déjà un laser infrarouge à large bande, ce nouveau modèle développé est plus puissant. Initialement pour l’étude, un prototype de 5 W, puis une version de 25 W, a été testé et travaillent maintenant sur un prototype de 50 w, qui devrait être prêt pour des essais sur le terrain avant la fin de l’année.

Ces lasers à haute puissance pourraient permettre à des avions volant à des altitudes plus élevées d’éclairer une région avec une lueur comparable à la lumière du soleil, puis de prendre des images de cette région. Il existe actuellement des capteurs chimiques fonctionnant à courte distance, mais peu, voire aucun, peuvent accomplir cette tâche à longue distance.

Les chercheurs ont pu construire le laser en utilisant leur approche brevetée qui utilise la technologie de fibre optique déjà disponible dans les télécommunications et utilise la physique naturelle de la fibre pour produire la lumière.

En 2012, l’équipe a passé une semaine à la base Wright Patterson de l’armée de l’air en testant sur le terrain un prototype de 5 Watt. Les scientifiques et les ingénieurs étaient présents: Laboratoires de recherche de l’armée de l’air, SAIC, la société Omni Science issue de l’UM, et l’Université du Michigan. Les chercheurs ont placé le laser sur une tour de 12 étages et ont dirigé leur faisceau vers des cibles à environ 1 600 mètres sur une piste. Plusieurs instruments de laboratoire et caméras scientifiques ont été utilisés pour vérifier la qualité du faisceau et le niveau du signal.

"Les tests ont montré que le faisceau laser collé s’est propagé avec une diffraction minimale et qu’on a pu identifier plusieurs échantillons en comparant le motif de la substance," a déclaré Islam. (La lumière collée est celle dont les traits sont parallèles entre eux).

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Un article sur cette recherche sera publié dans l’édition du 1er juillet de la revue Optic Letters.

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Université du Michigan

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