De l’information dans la lumière ?

Ces petites sphères que vous venez de voir sur votre écran, ce ne sont pas n’importes quelles sphères : ce sont des « balles de lumière ». Toutes ces balles de lumière, organisées en lignes et en colonnes (ces lignes et colonnes constituent ce que l’on appelle une matrice) forment la structure de la lumière d’un laser un peu particulier, le VECSEL.

D’où partons-nous ?
  • Maîtriser la lumière, un défi de la photonique moderne ! Contrôler la structure spatio-temporelle de la lumière est un grand défi de la photonique. Cette structure inclut l’intensité lumineuse (spatiale) et la fréquence des impulsions lumineuses (temporelle). En maîtrisant ces aspects, nous pouvons utiliser les lasers pour des applications avancées comme le traitement de l’information, l’informatique photonique et l’imagerie. L’objectif est de stocker des informations directement dans la lumière de façon continue dans l’espace-temps.
  • Quel est l’objectif du projet BLASON ? Le projet BLASON vise à créer un laser capable d’émettre des impulsions lumineuses indépendantes, contrôlables individuellement. Cette technologie permet d’allumer et d’éteindre les impulsions à différents emplacements, offrant ainsi une précision et une flexibilité supérieures aux lasers traditionnels. Cette flexibilité permet de stocker des informations de manière continue dans l’espace-temps, ce qui est crucial pour les applications avancées.
  • Quels problèmes rencontrent les lasers traditionnels ? Les lasers classiques ont une limitation majeure : la lumière se disperse lors de sa propagation, ce qui empêche une émission uniforme dans toutes les directions. De plus, les impulsions lumineuses émises sont trop liées entre elles, ce qui rend impossible leur extinction ou leur allumage individuel sans affecter les autres impulsions. Ces problèmes empêchent le stockage d’informations de manière continue et efficace dans l’espace-temps.
  • Bonne nouvelle ! BLASON propose d’utiliser des structures d’émission laser très spécifiques, appelées « structures localisées (SLs) » ou « solitons dissipatifs » pour structurer le faisceau laser et traiter des informations.
  • Quel progrès technologique a été accompli ? Le projet a abouti à une collaboration avec l’Institut d’Electronique et Système (IES) de Montpellier et le Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N) de Paris. Ensemble, ils ont développé une plateforme laser innovante basée sur les nanotechnologies, capable d’émettre une lumière structurée spatio-temporellement. Cela permet de mener des études fondamentales sur la dynamique 3D de la lumière laser et de créer une lumière reconfigurable.
  • Quels résultats ont été obtenus et quelles sont les perspectives ? Une première démonstration a montré qu’il est possible d’émettre 5 bits temporels sur deux canaux spatiaux distincts avec cette plateforme. Les performances de cette technologie peuvent être améliorées en augmentant la taille transverse et la longueur du laser, ce qui permettra d’émettre davantage de bits et donc de stocker plus d’informations.

A vous de jouer !

Dans laquelle des 2 configurations de laser ci-dessous peut-on transmettre/stocker le plus d’informations ?

Réponse :

Configuration A ! Si pas de balles de lumière, pas d'informations stockées ou transmises !

Attention, maître de la lumière ! Maintenant que vous avez brillamment réussi à créer une structure localisée permettant de stocker des informations, le défi prend une nouvelle tournure. Il vous faudra désormais maintenir une connexion stable en évitant les perturbateurs qui pourraient mettre en péril la stabilité de vos précieuses “Balles de Lumière”.
Une perturbation externe est une force extérieure pouvant altérer le comportement du système. Dans ce jeu, ces perturbations représentent des défis externes tels que des variations de température, des interférences électromagnétiques, des fluctuations de puissance, et bien d’autres.

Bravo, vous avez réussi à obtenir un système stable ! Parmi les perturbations suivantes laquelle ne mettra pas en péril la stabilité de votre laser ?
  •  Fluctuation de Puissance : Des variations inattendues de la puissance d'alimentation peuvent perturber la stabilité des "Balles de Lumière". Adaptez-vous rapidement pour maintenir leur forme et leur position.
  •  Interférences Électromagnétiques (EMI) : Des interférences provenant d'autres sources électromagnétiques peuvent perturber la cohérence des "Balles de Lumière". Gérez ces interférences pour préserver la stabilité.
  •  Changements de Température : Les variations de température peuvent influencer les propriétés optiques, impactant la formation des "Balles de Lumière". Ajustez en conséquence pour maintenir la stabilité.
  •  Vibrations Mécaniques : Des vibrations dues à des mouvements physiques peuvent affecter la localisation des "Balles de Lumière". Compensez ces vibrations pour éviter toute perturbation.
  •  Intrusion d'Ondes Cosmiques : Des ondes cosmiques interfèrent avec la propagation lumineuse.
Réponse

Les ondes cosmiques n’interfèreront pas avec la stabilité de votre laser ! En revanche, les fluctuations de puissance ou de température, les interférences électromagnétiques ou les vibrations mécaniques oui !


Plongez dans le projet BLASON pour en savoir plus et découvrez le portrait de Massimo GIUDICI à l'origine du projet !

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