Un laser bicolore : l'orchestre infrarouge express

Original: "A two-color dual-oscillator infrared free-electron laser"
arXiv:2604.16189 · 2026-04-17 · CC BY 4.0 · 1 min
Un seul accélérateur produit désormais deux faisceaux infrarouges synchrones de couleurs différentes.

Le laser infrarouge de l'Institut Fritz Haber fonctionne désormais comme un chef d'orchestre avec deux baguettes. Autrefois, il produisait un seul faisceau dans le moyen infrarouge, là où les molécules vibrent. Aujourd'hui, un second oscillateur a été ajouté, qui émet dans l'infrarouge lointain, là où les charpentes moléculaires entières « respirent ».

La spectroscopie adore ces paires : un faisceau casse la liaison hydrogène, l'autre observe la molécule retomber. Pour cela, le faisceau d'électrons de l'accélérateur est divisé en deux flux par une cavité oscillante qui pousse les électrons tantôt à gauche, tantôt à droite, comme un aiguilleur sur une voie ferrée. Chaque flux entre dans son propre laser, et les deux faisceaux sortent strictement en même temps.

La longueur d'onde de chaque faisceau se règle indépendamment en déplaçant les aimants de l'onduleur — le dispositif où les électrons zigzaguent et émettent de la lumière. La plage de réglage couvre un facteur quatre pour chaque longueur d'onde.

Un tel instrument ouvre la voie à des expériences de type « pompe-sonde » : le premier faisceau déclenche un processus dans la matière, le second l'enregistre après des milliardièmes de seconde. Autrefois, il fallait deux lasers différents et une synchronisation complexe. Maintenant, tout se passe dans un même couloir, et l'intervalle entre les impulsions est connu au frisson près.

La lumière infrarouge lointaine, avec une longueur d'onde de 175 micromètres, frôle déjà les ondes radio. L'œil humain ne perçoit que jusqu'à 0.75 micromètre.

Scientifiques
Wilhelm WienWilliam HerschelChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel Mayor
Notions
laser à électrons libres laser infrarouge