SEL 2022

100 ans de Brillouin

L’année 2022 marquera le centenaire de l’article fondateur du physicien français Léon Brillouin qui démontra pour la première fois que la diffusion de la lumière par des phonons thermiques (agitations thermiques) pouvait s’accompagner d’un changement de fréquence. Néanmoins, la difficulté de générer à l’époque une source lumineuse intense et cohérente dans un milieu limita la possibilité de démontrer cette théorie. Il fallut attendre 1930 pour la première observation de ce phénomène. En effet, bien que l’expérience de Gross fût initialement prévue pour explorer la diffusion de Raman dans les liquides, il s’est avéré que les fréquences observées n’étaient pas en bon accord avec les fréquences Raman, mais en très bon accord avec la théorie proposée par Léon Brillouin. Cette démonstration marqua alors le développement conjoint de la spectroscopie Raman et Brillouin. L’invention du laser en 1960 permit de démontrer la diffusion Brillouin stimulée et le développement de la fibre optique (1966) ouvrit de nouvelles possibilités pour exalter la diffusion de Brillouin. Plusieurs applications comme les lasers cohérents ou les capteurs distribuées à fibres optique ont ainsi vu le jour. Aujourd’hui, la diffusion de Brillouin est étudiée dans des domaines très variés allant de la spectroscopie à l’optique quantique en passant par l’opto-mécanique, l’opto-génétique et la biologie.

Ce travail innovant a généré une multitude de travaux scientifiques et, 100 ans plus tard, ce phénomène est encore largement étudié dans le domaine de la recherche fondamentale et appliquée (matériaux, biologie, optique quantique, fibre optique) mais également utilisé dans de nombreux domaines industriels (laser, détection, spectroscopie), ces 2 axes étant représentés dans cette école « son et lumière ».