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Couches minces pour la sécurité laser en aviation
Il y a de plus en plus d’incidents
d’attaques d’avions par des lasers
puissants lors des atterrissages. Cette
menace, qui peut aveugler les pilotes
temporairement, pourrait mettre en
danger la sécurité et/ou la vie des
passagers. Les pilotes s’inquiètent de
ces menaces provenant d’individus
qui veulent s’amuser en braquant
des lasers puissants vers la cabine de
pilotage.
Le nombre de telles attaques d’avions par
laser est passé de 384 en 2006 à 3960 en
2013 aux États-Unis. Ainsi, le secteur de
l’aviation partout dans le monde est très
préoccupé par cette menace. De plus, les
lasers puissants de différentes couleurs
(rouge, vert, bleu) sont de plus en plus
disponibles sur le marché à des prix très
abordables. À des hautes puissances,
ces lasers peuvent endommager les
yeux tandis que les lasers à basses
puissances peuvent aveugler les pilotes
temporairement
(voir la photo 1).
Dans
les deux cas, la sécurité des passagers
est mise en danger. Plusieurs solutions
visant à protéger les pilotes contre cette
menace sont proposées, telles que les
lunettes spéciales qui bloquent certaines
couleurs ou les lunettes caméléons/
photochromes (qui changent leur couleur
instantanément lorsque la luminosité
augmente). Mais ces solutions ne
conviendront pas aux pilotes qui doivent
être capables de voir les panneaux
électroniques clairement et constamment
lors de l’atterrissage d’un avion. Ainsi,
une solution qui vise à bloquer des
faisceaux lasers pour les empêcher
d’entrer dans la cabine de pilotage est
envisagée. Il est possible d’appliquer
des pellicules spéciales directement sur
les fenêtres des cabines de pilotage.
Ces pellicules sont capables de bloquer
précisément certaines longueurs d’ondes
(couleurs) seulement. Le défi énorme
associé à ce travail est de bloquer
uniquement ces longueurs d’ondes lasers
sans compromettre la vision photopique
globale des pilotes à travers les fenêtres.
Le groupe de recherche sur les couches
minces et la photonique (GCMP) à
l’Université de Moncton se spécialise
dans le domaine des couches minces
(pellicules) et de leur interaction avec
la lumière. La théorie concernant la
fabrication de ce type de filtres qui
bloquent précisément certaines longueurs
d’ondes est connue depuis longtemps.
Il est toutefois difficile de trouver dans la
nature les matériaux qui correspondent
exactement à ce comportement optique
exigé par la théorie.
En préparant les mêmes matériaux
sous la forme de couches minces et
en contrôlant leur nanostructure, il
est possible d’induire des nouvelles
propriétés dans ces matériaux. En
appliquant cette approche basée sur des
nouvelles technologies de fabrication
des nanomatériaux, le GCMP a réussi à
fabriquer des filtres optiques qui peuvent
bloquer effectivement ces longueurs
d’ondes de lasers bien connues. La
preuve du concept de cette technologie
est déjà établie adéquatement sur des
petites surfaces. L’exemple d’un tel filtre
qui bloque effectivement le laser vert
(longueur d’onde 530 nm) est présenté
dans la photo. Le laser vert est presque
complètement bloqué en créant une
ombre de l’échantillon
(voir la photo 2)
.
Cependant la couche est très transparente
donnant une assez haute visibilité dans
la gamme de longueurs d’ondes visibles
(voir la photo 3)
. La photo 3 montre
également la courbe de transmittance
d’un tel filtre où une étroite bande de
lumière est bloquée. L’intensité du laser
est coupée mille fois à travers ce filtre à
cette longueur d’onde verte. On a aussi
fabriqué les filtres qui bloquent le laser
bleu (440 nm) et le laser rouge (632 nm)
avec la même efficacité.
La prochaine phase du travail sera
dirigée vers la fabrication de ces filtres
sur de grandes surfaces. En se basant
sur le concept de nanomatériaux
développés dans nos laboratoires,
la prochaine phase du travail sera
consacrée à la préparation de ces filtres
par des procédés chimiques. Cette
méthode est très abordable pour la
préparation et l’application des filtres
sur des grandes surfaces telles les
fenêtres de la cabine de pilotage.
Cette technologie pourrait être
appliquée également aux autres
secteurs de la sécurité comme par
exemple aux lunettes de protection
laser et aux visières destinées à la
police et à l’armée.
Voir les sites :
/
watch?v=Rz6h_n5X-rQ
/
watch?v=RtKSdy2KAW4
(photo 1)
(photo 2)
(photo 3)
