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Le pompage laser accordé dans le rouge d'une résonance atomique refroidit le mouvement d'un ion ou d'un atome. Le régime complémentaire du pompage accordé dans le bleu est étudié dans ce travail en utilisant un seul ion Mg+ piégé interagissant avec deux faisceaux laser, accordés au-dessus et au-dessous de la résonance.
Largement considéré comme un régime de chauffage, la théorie et l'expérience montrent plutôt qu'il y a émission stimulée de phonons au centre de la masse, ce qui permet une amplification saturable du mouvement.
Un seuil de transition entre le mouvement thermique et le mouvement oscillant cohérent a été observé, établissant ainsi que ce système est un analogue mécanique d'un laser optique - un laser à phonons. Un tel système a été recherché dans de nombreux contextes physiques différents.
Les systèmes physiques non hermitiens ont récemment fait l'objet d'une attention considérable en raison de leur comportement non conventionnel autour des points exceptionnels (PE), c'est-à-dire les singularités spectrales où les valeurs propres et les vecteurs propres coïncident.
En particulier, de nombreux nouveaux concepts liés aux PE, tels que la transmission unidirectionnelle et l'invisibilité, ainsi que la transmission chirale, ont été réalisés.
Compte tenu des progrès réalisés dans la compréhension de la physique des PE dans diverses structures photoniques, il est surprenant que l'une des plus anciennes prédictions théoriques qui leur sont associées, à savoir un élargissement remarquable de la largeur de raie du laser au niveau d'un PE, n'ait été étudiée qu'indirectement jusqu'à présent. Ici, nous comblons cette lacune en dirigeant un laser à phonons à travers un EP dans un système optomécanique composé de deux résonateurs couplés.
Nous observons un élargissement prononcé de la largeur de raie du mode d'émission mécanique généré dans l'un des résonateurs lorsque le système s'approche de l'EP.
Une équipe de scientifiques anglo-ukrainiens ont développé un prototype de Saser. Contrairement au laser, basé sur l'amplification d'ondes lumineuses, le saser résulte d'une amplification par émission stimulée de rayonnement basé sur le son. L'équivalent sonore des photons, baptisés phonons, sont des rayons de nanovibrations à une fréquence très élevée de l'ordre de mille milliards de cycles par seconde. Télécoms, informatique, imagerie médicale, les applications du saser font déjà rêver. En générant des ondes sonores à des fréquences exceptionnelles, le rayon saser permettrait de visualiser la matière à l'échelle atomique et en trois dimensions un peu à la manière des ultrasons qui sondent l'intérieur des métaux. On peut aussi imaginer des dispositifs de contrôle de composants électroniques, des commutateurs optiques à hautes fréquences pour les télécoms et l'informatique. Le chercheur Anthony Kent, qui a réussi à concentrer un faisceau saser, imagine que son invention permettrait de créer des rayons T, plus efficaces que les rayons X et inoffensifs pour l'homme. Ceux-ci joueront un rôle capital dans l'imagerie médicale, explique le magazine Science & Vie. Mais les sources actuelles restent trop coûteuses et très encombrantes.
Coherent Terahertz Sound Amplification and Spectral Line Narrowing in a Stark Ladder Superlattice
R. P. Beardsley, A. V. Akimov, M. Henini, and A. J. Kent
Phys. Rev. Lett. 104, 085501 – Published 22 February 2010
La tension de polarisation appliquée à un super-réseau GaAs/AlAs faiblement couplé augmente l'amplitude des oscillations hypersonores cohérentes générées par une impulsion optique femtoseconde. Cette augmentation d'amplitude induite par la tension de polarisation et le rétrécissement spectral observé expérimentalement du mode phonon du super-réseau avec une fréquence de 441 GHz fournissent la preuve de l'amplification de l'hyperson par l'émission stimulée de phonons dans un système où l'inversion des populations d'électrons pour les transitions assistées par les phonons existe.