In tegenstelling tot de trillingen van geluidsgolven, de oscillaties van licht zijn zo snel dat er extreem complexe apparatuur nodig is om ze direct waar te nemen. Echter, het is mogelijk om de frequenties van deze trillingen indirect te meten met frequentiekammen. Deze kammen bestaan ​​uit een reeks regelmatig uit elkaar geplaatste 'tanden' waarbij elke tand overeenkomt met een frequentie. Gebruikt als een gegradueerde liniaal, ze bieden de mogelijkheid om met grote precisie een optische frequentie te meten. Dit maakt het mogelijk, onder andere, om variaties in de afstand tussen de aarde en de maan te meten met een nauwkeurigheid gelijk aan de grootte van een haar.

Het kan worden aangetoond dat het tijdsignaal dat overeenkomt met een frequentiekam bestaat uit een regelmatige opeenvolging van lichtpulsen, een pulstrein genoemd. Deze pulsen zijn ultrakort en hebben een duur van een miljoenste van een miljardste van een seconde of minder.

Er zijn momenteel twee hoofdmethoden voor het genereren van een pulstrein, hetzij via een gepulseerde laser of via een passieve optische holte.

"Sommige lasers kunnen direct een pulstrein genereren. Sommige lasers kunnen direct een zeer energetische pulstrein genereren, maar de vertraging tussen twee opeenvolgende pulsen is onderhevig aan variaties, zelfs als er geen externe storingen zijn, " legt Nicolas Englebert uit - OPERA-Photonics Laboratory - Ecole polytechnique de Bruxelles.

De andere oplossing is gebaseerd op passieve optische resonatoren, gemaakt, bijvoorbeeld, optische vezels gebruiken. Het maakt het genereren van een puls mogelijk die zich oneindig voortplant, een holte soliton, wanneer een continue laserstraal aan zijn ingang wordt geïnjecteerd. De periode van de resulterende trein, als er geen externe verstoring is, staat hier vast, in tegenstelling tot gepulseerde lasers. Helaas, zijn energie is beperkt.

Elk platform heeft dan ook zijn voor- en nadelen. Echter, voor bepaalde toepassingen, bijv. LiDAR, het is noodzakelijk om een ​​pulstrein te hebben die zowel energiek als ultrastabiel is.

Recent onderzoek uitgevoerd door het ULB OPERA-Photonics Laboratory, gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfotonica , toont het bestaan ​​van nieuwe ultrastabiele, krachtige holtesolitonen:actieve holtesolitonen.

"Deze solitonen komen tevoorschijn in een signaalgeïnjecteerde resonator waarin zich een fijn ontworpen versterkingssectie bevindt. Het doel van deze sectie is om een ​​deel van de verliezen te compenseren die de golf (de soliton) ervaart bij elke rondreis. Als de versterking te laag in vergelijking met de verliezen, de soliton kan niet bestaan. Anderzijds, als de versterking groter is dan de verliezen, er zal een laseremissie optreden. Dankzij deze gedeeltelijke vergoeding van de verliezen, het is mogelijk om een ​​groot deel van de energie van het soliton (meer dan 30%!) ' merkt Nicolas Englebert op.

Bovendien, aangezien de versterkingssectie zodanig is gekozen dat laseren niet optreedt, de pulstrein erft de stabiliteitseigenschappen van passieve resonatoren. De actieve holte-soliton combineert dus de voordelen van pulstreinen die worden gegenereerd door gepulseerde lasers en passieve resonatoren.

Dit nieuwe type universele en hybride soliton zou veel experimenten op verschillende platforms kunnen veroorzaken, vooral op het gebied van geïntegreerde optica waar passieve resonatoren het landschap domineren maar toepassingen achterblijven omdat er zeer weinig stroom uit de chips kan worden gehaald. Dit nieuwe concept beperkt zich niet tot het genereren van solitonen. Dankzij deze nieuwe hybride holte, componenten die veel verliezen veroorzaken (kristal, bepaalde vezels, enz.) kan nu in een resonator worden geplaatst, de weg openen naar de studie van verschijnselen die voorheen experimenteel ontoegankelijk waren. De uitvinding maakt het voorwerp uit van een octrooiaanvraag ingediend op naam van de ULB.