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Retour04 Octobre 2018
[FILIERE] Le prix Nobel de Physique récompense Gérard Mourou pour ses travaux sur les impulsions laser ultra brèves : la photonique française à nouveau à l’honneur !

 

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Le prix Nobel de Physique 2018 a été décerné conjointement à trois chercheurs dont le Français Gérard Mourou, pour leurs travaux dans le domaine de la photonique.

La canadienne Donna Strickland et Gérard Mourou, actuellement professeur à l’Ecole Polytechnique et Directeur d’IZEST (International center for Zetta-Exawatt Science and Technology, un projet pour obtenir des impulsions laser encore plus brèves et plus intenses ) ont été récompensés pour leurs travaux sur la génération d'impulsions optiques très intenses et ultra-brèves, et l'américain Arthur Ashkin pour la mise au point  de la « pince optique » qui permet de manipuler des organismes extrêmement petits comme les cellules, les particules et les virus.

 

Gérard Mourou et sa doctorante Donna Strickland ont mis au point une technique d’amplification des lasers dénommée CPA  « Chirped Pulse Amplification » (Amplification à dérive de fréquence). Ces travaux ont été effectués dans les  années 1980, aux Etats-Unis.


Le CPA permet de créer des impulsions ultra-brèves et de très haute puissance, en étirant temporellement les impulsions laser d’un facteur pouvant aller jusqu’à 100000 puis en les amplifiant à des niveaux d’énergie élevés et enfin en les recomprimant temporellement pour les réduire à quelques dizaines de femto secondes (une fs = 10 -15 s) afin d’atteindre ainsi des puissances crête pouvant aller jusqu’à 10 Petawatts (un PW =10 15 s).

Les puissances crête ainsi produites pourront permettre de réaliser des expériences de physique de très haute énergie et d’optique relativiste en accélérant  des particules jusqu'à des énergies de l'ordre de 10 GeV (gigaélectronvolt), sur des distances extrêmement courtes, ce qui nécessite actuellement de très grands accélérateurs.

Ces lasers ont déjà trouvé des applications dans les domaines médicaux et industriels, et sont par exemple utilisés couramment pour la correction de la myopie et le traitement de la cataracte. La brièveté des impulsions fait que la matière est vaporisée sans fusion, permettant une qualité d’ablation inégalée.

Deux sociétés françaises (Amplitude Laser Group et Thales) ont développé ces technologies. Elles sont devenues leaders mondiaux dans le domaine des lasers femtosecondes et dominent le marché de la réalisation des très grands lasers pour les applications de physique fondamentale, auxquels contribuent également d’autres entreprises françaises du secteur de la photonique pour les composants et l’instrumentation tels que les très grands réseaux de diffraction (Horiba Scientific), l’optique adaptative (Imagine Optics, Phasics)…

Pour ces entreprises françaises, la fourniture de lasers femtosecondes représente un chiffre d’affaire de plusieurs dizaines de millions d’euros.

De nombreuses autres applications sont envisageables à moyen et long terme pour répondre aux  grands défis sociétaux: thérapie du cancer, traitement de déchets radioactifs par transmutation, déorbitage de débris spatiaux…

Après Alfred Kastler (prix Nobel 1966 pour le pompage optique/laser), Claude Cohen-Tannoudji (prix Nobel 1997  pour le refroidissement et le confinement d'atomes par laser), Serge Haroche (prix Nobel 2012 pour des expérimentations (très souvent optiques)  permettant la mesure et la manipulation de systèmes quantiques individuels) l’optique/photonique française est à nouveau reconnue pour l’excellence de sa recherche.


En savoir plus sur les industriels cités :
Amplitude Laser Group : http://www.amplitude-systemes.com/14-societe-amplitude-laser-group.html?lang=2 
Horiba Scientific : http://www.horiba.com/scientific 
Imagine Optic : https://www.imagine-optic.com/ 
Phasics : http://phasicscorp.com/ 
Thales : https://www.thalesgroup.com/fr/activites/solutions-marches-specifiques/lasers


Retrouvez le Communiqué de Presse du CNRS : 
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5707.htm?&theme1=5&debut=8 

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