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Le «père de la fibre optique» et les pionniers de la photographie numérique se partagent le prix Nobel en physique

C'est en grande partie grâce aux travaux des trois scientifiques qui viennent de recevoir le prix Nobel 2009 de physique que vous pouvez lire cet article et voir la photo qui l'accompagne.

Le physicien anglo-américain Charles Kuen Kao de Standard Telecommunication Laboratori...

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C'est en grande partie grâce aux travaux des trois scientifiques qui viennent de recevoir le prix Nobel 2009 de physique que vous pouvez lire cet article et voir la photo qui l'accompagne.

Le physicien anglo-américain Charles Kuen Kao de Standard Telecommunication Laboratories au Royaume-Uni et de l'université chinoise de Hong Kong vient de recevoir un prix d'une valeur de 10 millions SEK (976000 euros) «pour ses découvertes révolutionnaires sur la transmission de la lumière dans les fibres utilisées pour la communication optique».

Dans les années 1930, les médecins utilisaient les fibres optiques courtes sur leurs patients pour pratiquer des endoscopies ou pour éclairer leur dentition pendant une chirurgie dentaire. Mais ces fibres s'abîmaient très rapidement et ne pouvaient transmettre la lumière que sur de très courtes distances. Dans les années 1960, l'invention du laser a permis d'injecter des faisceaux localisés directement dans les fibres optiques. Mais la déperdition de ces signaux reste importante: seul 1% de l'information est récupérée au-delà d'une distance de 20 mètres.

Né en 1933 à Shanghai, en Chine, Charles Kao obtient son doctorat en génie électrique à l'Imperial College de Londres, au Royaume-Uni, en 1965. Il travaille déjà à l'époque pour le Standard Telecommunication Laboratories, où il étudie les fibres de verre en détail avec son collègue George Hockham.

En janvier 1966, les deux partenaires présentent leurs résultats, qui montrent que les impuretés dans le verre réduisent l'efficacité des fibres optiques. La transmission de la lumière sur de longues distances nécessite selon eux la fabrication de verre transparent vraiment pur.

Des verres d'une telle transparence n'avaient jamais été fabriqués jusque là. Cependant, quatre ans plus tard, un producteur de verre américain, Corning Glass Works, produit une fibre extrêmement pure d'un kilomètre de long. Aujourd'hui, la transmission d'appels téléphoniques, de textes, d'images et d'autres données autour du monde à la vitesse de la lumière est rendue possible grâce à plus d'un milliard de kilomètres de fibres optiques.

«Il [le professeur Kao] a développé les principes de la fibre optique sur la base de ses propres connaissances et a fait de la communication par fibre optique une réalité, annonçant dès lors l'âge de l'Internet», a déclaré Laurence Hau, recteur de l'université chinoise de Hong Kong. «La communication en réseau haut débit fait désormais partie intégrante de notre vie, et nous le devons en grande partie aux découvertes révolutionnaires du professeur Charles Kao dans ce domaine.»

L'autre moitié du prix a été décernée conjointement à William Boyle et George Smith de Bell Laboratories aux États-Unis «pour l'invention d'un circuit d'imagerie à semi-conducteur, le capteur DCC [dispositif à couplage de charge]».

Le DCC est considéré comme l'«oeil électronique» des appareils photos numériques. Ce dispositif est basé sur l'effet photoélectrique (qui, soit dit en passant, a valu à Albert Einstein le prix Nobel de physique en 1921). L'effet photoélectrique transforme la lumière en signaux électriques.

Le DCC est en réalité un réseau de «photocellules» qui émettent différentes quantités d'électrons en fonction de l'intensité de la lumière qui les atteint. Le contenu en électrons de chaque photocellule peut ensuite être extrait, permettant de transformer une image optique en image numérique. Différents filtres permettent de générer des images en couleur.

En plus de révolutionner la photographie, le DCC a également des applications médicales, par exemple pour la visualisation de l'intérieur du corps humain.

«La photographie numérique est devenu un outil irremplaçable dans de nombreux domaines de la recherche», peut-on lire dans une déclaration de la fondation Nobel. «Le CDD a permis de voir ce qui n'était pas visible. Il nous a offert des photographies extrêmement nettes de lieux lointains dans l'espace ou au fond des océans.»

Et il va sans dire que les câbles optiques du professeur Kao sont indispensables pour envoyer les photos prises à l'aide des CDD dans le monde entier.

Pays

Canada, États-Unis