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L’oscilloscope optique voit le jour grâce à une équipe américaine

L’oscilloscope optique voit le jour grâce à une équipe américaine

Une équipe de recherche de l’University of Central Florida (UCF), dirigée par le professeur Michael Chini, a développé le premier oscilloscope optique au monde.

Jusqu’à présent, la lecture du champ électrique de la lumière était un défi en raison des fréquences élevées auxquelles les ondes lumineuses oscillent. Les techniques les plus avancées, qui sont mises en œuvre dans les communications téléphoniques et Internet, peuvent actuellement cadencer des champs électriques à des fréquences allant jusqu’aux gigahertz, couvrant ainsi les régions des radiofréquences et des micro-ondes du spectre électromagnétique.

Les ondes lumineuses oscillent à des taux beaucoup plus élevés, permettant la transmission d’une plus grande densité d’informations. Mais les outils actuels ne peuvent mesurer qu’un signal moyen associé à une « impulsion » de lumière, et non les pics et les creux de l’impulsion. La mesure de ces pics et creux au sein d’une seule impulsion est importante, car c’est dans cet espace que les informations peuvent être mises en paquets et livrées.

Michael Chini, professeur à l’University of Central Florida (UCF).

« Les communications par fibre optique ont tiré parti de la lumière pour accélérer les choses, mais nous sommes toujours fonctionnellement limités par la vitesse de loscilloscope », explique le professeur agrégé de physique Michael Chini de l’University of Central Florida (UCF). Une équipe de l’UCF, constituée de Yangyang Liu, chercheur postdoctoral et auteur principal, Jonathan Nesper et Shima Gholam-Mirzaei, a développé le premier oscilloscope optique au monde.

Cet appareil converti les oscillations de lumière en signaux électriques, permettant alors de mesurer en temps réel les champs électriques d’impulsions laser individuelles. Au cœur de cet oscilloscope se trouve un schéma de mesure de formes d’onde à un seul coup, une idée de Michael Chini qui affirme que « notre oscilloscope optique pourrait augmenter la vitesse de mesure d’un facteur d’environ 10 000 ».

Les résultats obtenus par l’équipe ont été publiés le 13 décembre 2021 dans la revue Nature Photonics [Liu, Y., Beetar, J.E., Nesper, J. et al. Single-shot measurement of few-cycle optical waveforms on a chip. Nat. Photon. (2021)].

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