En 2018, le Laboratoire Temps-Fréquence (LTF) de l’Université de Neuchâtel avait obtenu des performances record avec un laser ultrarapide. Quatre ans plus tard, les travaux accomplis dans un projet soutenu par le FNS permettent de multiplier par 25 la puissance du faisceau à l’intérieur de la cavité du laser, passant de 80 mégawatts à 2 gigawatts.
Cette puissance très élevée ne survient que pendant un moment extrêmement bref. Pour illustrer la brièveté de cette impulsion, on peut dire qu’une durée d’une femtoseconde comparée à celle d’une seconde équivaut à comparer le diamètre d’un cheveu à la distance Terre-Lune (384’400 km).
Pendant ce laps de temps, l’intensité du laser devient à ce point gigantesque qu’elle permet l’accélération des électrons par le champ électrique de la lumière du laser. Selon Jaku Drs, doctorant au LTF, « c’est carrément la puissance équivalente à celle d’une centrale électrique nucléaire qui est compressée dans ces impulsions invisibles à l’œil nu ».
Des perspectives d’application vastes dans le domaine des lasers ultrarapides
La prouesse réalisée à Neuchâtel a été saluée au sein de la communauté scientifique. Jakub Drs a reçu le Best Student Paper Award de l’European Optical Society Annual Meeting 2021 à Rome, tandis qu’un autre doctorant du LTF travaillant sur le même projet, Julian Fischer, a raflé trois distinctions similaires lors de conférences internationales prestigieuses entre 2021 et 2022.
« Toutes ces récompenses démontrent que les travaux menés à l’UniNE constituent l’état de l’art dans le domaine des lasers ultrarapides », a commenté le professeur Thomas Südmeyer, directeur du LTF, durant la laudatio de la soutenance de Jakub Drs dont il a supervisé la thèse.
Les perspectives d’application des lasers ultrarapides sont vastes, allant de la découpe fine de métaux jusqu’à l’imagerie. Le spectre de fréquences dans lequel opère le laser du LTF est l’extrême ultraviolet : cela en fait un outil d’imagerie moins invasif que les rayons X et adapté pour révéler la structure cristalline de certains matériaux, ce qui est particulièrement utile pour la conception des semi-conducteurs ou éléments-clés des objets électroniques du quotidien.
