Lorsque la lumière se propage dans un milieu optique complexe, tel un milieu diffusant, la plupart de la lumière est brouillée et réfléchie — mais quelques « canaux ouverts » cachés peuvent laisser presque tout passer. Observer expérimentalement ces canaux est difficile, car cela exige en général de contrôler un très grand nombre de degrés de liberté, souvent irréaliste en optique.
Dans ce travail, une équipe de chercheurs de l’Institut Langevin et de l’université de Jérusalem montrent que des cavités en fibre multimode avec mélange aléatoire des modes présentent la même physique : parmi les nombreux trajets qui bloquent la lumière, il existe de rares « voies rapides » hautement transmittantes que l’on peut exciter sélectivement en façonnant le front d’onde à l’entrée.
Comme les fibres multimodes ont un nombre fini et relativement faible de modes, cela réduit fortement la charge expérimentale et en fait une plateforme pratique pour accéder aux canaux ouverts. En adaptant l’entrée et en tirant parti des longs temps de séjour de la cavité, ils isolent ces canaux et obtenons une forte augmentation de l’énergie transmise.
De tels systèmes offrent une plateforme pratique pour étudier expérimentalement les canaux ouverts avec un nombre raisonnable de degrés de liberté contrôlés, un appareillage modeste et des temps d’acquisition courts. En outre, cette approche ouvre la voie à une injection de lumière efficace et à une accumulation d’énergie dans les milieux complexes, avec des retombées potentielles en imagerie, détection et optique non linéaire.
Figure : Schéma d’une cavité en fibre multimode. Elle est constituée d’une fibre multimode déformée, munie de miroirs à ses deux extrémités.
Référence :
Open Transmission Channels in Multimode Fiber Cavities with Random Mode Mixing
G. Pelc, S. Guterman, R. Gutiérrez-Cuevas, A. Goetschy, S. M. Popoff, and Y. Bromberg
Phys. Rev. Lett. 135, 173801
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