Si c’était possible, un laser flexible pourrait fonctionner même avec les plus petites variations du monde naturel. Cependant, parce qu’ils sont intrinsèquement instables, les lasers composés entièrement de liquides n’ont réussi à maintenir un fonctionnement continu dans des conditions ambiantes que s’ils sont enfermés dans un récipient spécialement conçu ou une matrice pour empêcher le liquide de s’évaporer.
Dans une nouvelle étude, des scientifiques de l’Université de Tsukuba ont démontré une méthode simple pour former un microlaser sphérique autonome composé entièrement de liquide qui fonctionne régulièrement même sous l’atmosphère. Ils ont développé un laser accordable qui peut être imprimé par jet d’encre et dont la couleur change en fonction de la forme.
Les microgouttelettes utilisées dans la méthode fonctionnent comme des lasers flexibles, durables et réglables pneumatiquement. Ce nouveau développement pourrait permettre de créer des lasers utilisables dans des conditions normales, contrairement aux «lasers à gouttelettes» actuels, qui ne peuvent pas fonctionner sous l’atmosphère.
Les scientifiques ont profité d’un effet de lotus artificiel pour créer des gouttelettes liquides qui peuvent agir comme des lasers tout en restant stables jusqu’à un mois. Les «lasers à gouttelettes» actuellement disponibles ne peuvent pas être utilisés dans des conditions ambiantes car ils s’évaporent simplement à moins qu’ils ne soient enfermés dans un conteneur.
Dans cette étude récente, un colorant permettant le laser a été ajouté à un liquide ionique appelé tétrafluoroborate de 1-éthyl-3-méthylimidazolium (EMIBF4). Ce liquide particulier a été choisi en raison de sa tension superficielle très élevée et de sa vitesse d’évaporation prolongée. Ensuite, pour rendre un substrat de quartz imperméable aux liquides, de petites nanoparticules de silice fluorée sont déposées sur le matériau. Les minuscules gouttelettes d’EMIBF4 qui lui sont appliquées à l’aide d’une pipette restent presque entièrement sphériques. La gouttelette pourrait maintenir sa stabilité pendant au moins 30 jours, ont révélé les résultats.
Le premier auteur, le professeur Hiroshi Yamagishi, a déclaré : “Les propriétés morphologiques et optiques souhaitées de la gouttelette ont été prédites par des calculs mathématiques pour rester même lorsqu’elles sont exposées à la convection de gaz.”
Lorsqu’elle est excitée avec une source de pompage laser, la goutte peut conserver une résonance optique due à sa forme et à sa résistance à l’évaporation. En modifiant doucement les morphologies des gouttelettes, le soufflage d’azote gazeux peut modifier les pics laser dans la région de 645 à 662 nm.
Professeur Yamagishi a dit, “Il s’agit, à notre connaissance, du premier oscillateur laser liquide réglable de manière réversible par les convections de gaz.”
« La gouttelette laser peut également être utilisée comme capteur d’humidité ou détecteur de flux d’air très sensible. Les chercheurs ont ensuite utilisé un appareil d’impression à jet d’encre commercial équipé d’une tête d’impression pouvant fonctionner avec un liquide visqueux. Les réseaux imprimés de gouttelettes laser ont fonctionné sans nécessiter de traitement supplémentaire.
« Les résultats de cette recherche indiquent que la production est hautement évolutive et facile à réaliser, de sorte qu’elle peut être facilement appliquée à la fabrication de capteurs ou de dispositifs de communication optique peu coûteux. Cette recherche peut conduire à de nouveaux détecteurs de flux d’air ou à des communications par fibre optique moins coûteuses.
Référence de la revue :
- Hiroshi Yamagishi et al. Microlaser à gouttelettes réglable pneumatiquement. Avis sur le laser et la photonique. EST CE QUE JE: 10.1002/lpor.202200874
