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Un flash laser d'une durée de 50 femtosecondes, c'est comme un coup de feu qui durerait un milliardième de seconde. Pendant ce temps, la lumière ne parcourt que 15 micromètres – moins que l'épaisseur d'un cheveu humain. Mais si l'on fait passer ce flash dans un amplificateur, il commence à s'étirer comme un élastique et perd de sa netteté.

Des physiciens du groupe de Jascha Sohl-Dickstein (bien qu'il soit connu pour d'autres travaux) ont trouvé le moyen de contourner ce problème. Ils ont remarqué qu'en choisissant correctement la durée de l'impulsion d'entrée, un régime particulier apparaît dans la fibre optique : l'« amplification parabolique partielle ». Dans ce régime, l'impulsion se comprime d'elle-même au lieu de s'étirer, et l'on obtient en sortie un flash d'une durée de 50 femtosecondes avec une puissance crête de 30 mégawatts. Pour comparaison : la puissance d'une ampoule ordinaire est de 60 watts, soit un million de fois moins.

Auparavant, de telles impulsions n'étaient obtenues qu'avec d'encombrants lasers à solide ; désormais, c'est possible dans un amplificateur à fibre optique compact. Les auteurs sont convaincus que la puissance peut être augmentée encore de dix fois – jusqu'à 200 mégawatts – en utilisant des fibres à cœur plus large. Cela ouvrirait la voie à une découpe ultra-précise des matériaux et à une microscopie qui n'endommage pas les cellules vivantes.

Résumé original

tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.27554

Nonlinear amplification is a powerful technique for generating ultrashort laser pulses with high peak power in fiber systems. However, the diversity of nonlinear amplification approaches and their inherent complexities present significant challenges to achieving a unified understanding and further scaling of peak power and pulse energy while preserving ultrashort durations. Here, we report the results of a systematic optimization with respect to seed pulse duration that elucidates the dynamics of nonlinear amplification and allows identification of distinct propagation regimes. As part of this analysis, we identify a new regime, termed partial parabolic amplification, which achieves 50-fs pulse duration and yields higher peak power than any other nonlinear amplification regime known to date. An initial experimental demonstration of partial parabolic amplification produces 50-fs and 2.2-uJ pulses with a 25-um-core Yb fiber amplifier, corresponding to a 30-MW peak power. In contrast to other nonlinear amplification techniques, practical energy scaling beyond 10 uJ and 200 MW should be achievable with available gain fibers with larger mode areas, which would fill a gap in existing fiber laser capabilities that would directly impact material processing, nonlinear bio-imaging, and other applications.