La fibre optique transmet des données grâce à des lumières de différentes couleurs. Ces rayons filent presque à la vitesse de la lumière. En temps normal, tous les signaux vont dans le même sens, créant bousculade et interférences – comme un orchestre où les musiciens se crient dessus. Les ingénieurs ont eu l'idée d'inverser l'un des canaux et de le faire voyager à contre-courant, un peu comme si l'on ajoutait une partie jouée en sens inverse, et le son devient plus clair.
La clé de cette astuce réside dans le gain Raman : à l'intérieur du verre, la lumière d'une longueur d'onde alimente une autre, un peu comme des musiciens qui se transmettent l'énergie du son. Ici, la spectroscopie (la science qui étudie le passage de la lumière entre les longueurs d'onde) et la photométrie (la mesure précise de son intensité) sont essentielles. La simulation informatique a permis de déterminer comment lancer les rayons avec une puissance optimale.
Sans limite de puissance, le canal inversé n'apporte aucun gain. Mais avec une limite stricte de 18 dBm (la puissance d'un pointeur laser faible), le rayon à contre-courant agit comme un ajustement acoustique : il se déforme moins et aide à utiliser l'énergie plus efficacement, augmentant le débit global de 24,5 %.
Il est étonnant de constater que le gain Raman a d'abord été observé dans les liquides, et qu'aujourd'hui il fait traverser les océans aux signaux sans répéteurs intermédiaires. Ainsi, grâce à un réglage précis et aux idées de Roy Glauber sur la transmission cohérente, on peut tirer le meilleur parti de chaque photon.
Le gain Raman a été découvert pour la première fois dans des liquides, mais aujourd'hui il opère dans des milliers de kilomètres de fibre optique, permettant aux signaux de traverser les océans sans répéteurs intermédiaires.
Les auteurs de science-fiction rêvent de rayons lumineux transportant des informations à travers les galaxies – comme dans « Star Wars », mais au lieu de l'espace, il s'agit d'un fil de verre extrêmement fin.