Des physiciens ont créé des miroirs en diamant capables de résister à un puissant faisceau laser

Dans leurs travaux, des physiciens de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences ont utilisé

procédé de gravure de structures de taille nanométrique dansdiamants, développés pour des applications en optique quantique et en communications. À l’aide d’un faisceau d’ions, les chercheurs ont découpé des nanopiliers de 3 mm sur 3 mm sur la surface d’une feuille de diamant, en forme de tee de golf. La surface créée assure une réflexion de 98,9% de la lumière.

Les chercheurs ont testé les propriétés de leurmiroirs à l'aide d'un laser à onde continue d'une puissance de 10 kW. La puissance d'un tel appareil est suffisante pour brûler de l'acier. Au cours de l'expérience, le faisceau laser a été focalisé en un point d'une taille de 750 microns. La surface du diamant a résisté à un tel impact sans dommage, le miroir est resté indemne.

Une photo agrandie de la surface. Source : Laboratoire Loncar/Harvard SEAS

Les chercheurs notent que la plupart des miroirs,qui sont maintenant utilisés pour diriger le faisceau dans les lasers à onde continue de haute puissance, sont fabriqués en superposant de fines couches de matériaux aux propriétés optiques différentes. Mais s'il y a ne serait-ce qu'un petit défaut dans l'une des couches, un puissant faisceau laser la traversera et l'ensemble de l'appareil tombera en panne.

Un miroir monolithique fabriqué à partir d'un seul matériau réduit les risques de défauts et augmente la durée de vie du laser, expliquent les auteurs.

Notre approche de miroir mono-matièreélimine le problème de contrainte thermique rencontré par les miroirs conventionnels formés par des couches de matériaux multiples lorsqu'ils sont irradiés à haute puissance.

Marco Lonkar, professeur de génie électrique et l'un des auteurs de l'étude

Les physiciens pensent que l'approche proposée augmenteral'efficacité des lasers à haute puissance existants, ainsi que de trouver de nouveaux domaines pour leur application. Par exemple, de tels miroirs peuvent être utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs, l'industrie, les communications et l'exploration spatiale.

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