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Bonjour,
Depuis toujours je me demandais si deux faisceaux laser de fréquence différentes pouvaient produire une nouvelle fréquence.
C'est possible selon un communiqué du CNRS http://www.cnrs.fr/inc/communication/di ... busson.htm dans lequel je lis

L'équipe du Laboratoire de Chimie Physique a utilisé une spectroscopie optique dite « non linéaire », basée sur le mélange de couleurs générées par deux faisceaux lasers intenses, appelée génération de fréquence somme visible infrarouge (SFG). La génération de fréquence somme est un processus par lequel deux faisceaux de lumière à des fréquences (couleurs) différentes interagissent, sous certaines conditions, pour produire de la lumière à une nouvelle fréquence égale à la somme de celles des deux faisceaux. Seule l'optique « non-linéaire » permet à la lumière de changer de couleur lorsqu'elle interagit avec un matériau. De plus, elle est particulièrement sensible à la nature de sa surface et donc aux molécules qui y sont adsorbées. Les chercheurs ont ainsi mis en évidence une liaison chimique extramoléculaire platine-carbone pour des molécules de monoxyde de carbone (CO) adsorbées sur un monocristal de platine.

Si deux faisceaux lumineux peuvent interagir dans des conditions précises j'imagine qu'en astrophysique il faille le prendre en considèration. En particulier j'ignore s'il existe un phénomène contraire aboutissant a une soustraction de fréquence. Cela peut être possible en faisant une analogie avec les récepteurs radio (super?)héterodyne. Etant donné la grande différence de fréquence il n'est pas evident que ce soit transposable.

Bonjour
Oui, c'est possible, par exemple pour les lasers à liquide : un premier laser est dirigé vers le liquide pour l'exciter, et il en ressort un deuxième faisceau d'une couleur différente.

Oui, c'est possible et connu depuis un moment, cela fait partie de l'optique que l'on qualifie de "optique non linéaire", et aussi de "photonique".

Il n'y a pas forcément besoin de LASER, ni de lumières à forte puissance pour observer certaines effets d'optique non linéaires, certaines ont été observés bien avant l'invention des LASER (1893 pour l'effet Pockels !).

Il ne suffit pas d'aligner ou de croiser des faisceaux LASER pour combiner leurs fréquences ; il faut un support matériel, par exemple un matériau transparent qui est susceptible d'être perturbé par un (ou plusieurs) LASER pour qu'une combinaison s'opère. Là encore les faisceaux LASER ne doivent pas être "envoyés" n'importe comment sur le matériau : chaque faisceau est défini par sa direction de propagation, son état de polarisation, et la différence de phase entre deux faisceau peut aussi avoir un rôle, il faut donc vraiment maîtriser la manière de faire, pour obtenir un faisceau en sortie bien optimisé. Il y a des conditions à respecter.

Voici quelques effets très courants :
- Effet Pockels : consiste à faire varier la phase ou l'état de polarisation d'un LASER en fonction d'un champ électrique appliqué sur un matériau ; modulation d’une onde électromagnétique par un champ statique ; convertisseur électro-optique (avec polariseurs) ; modulation d’amplitude.
- Rectification optique : consiste à transformer une lumière LASER en champ électrique statique sur un matériau ; Démodulation d’une onde électromagnétique en un champ statique
- Génération de deuxième harmonique : à partir de deux photons de fréquence f, on crée un photon de fréquence 2f, ce qui permet, par exemple de transformer un faisceau de 1064 nm (IR) en faisceau vert (532 nm) (c'est qui est généralement utilisé dans les pointeurs laser verts) (attention : je raisonne en fréquence, mais je donne un exemple en longueur d'onde, sachant que λf = c)
- Génération de troisième harmonique par somme : à partir d'un faisceau de fréquence f et d'un autre faisceau de fréquence 2f, on crée un faisceau à la fréquence f+2f = 3f. Par exemple en reprenant l'exemple précédent, on obtiendrait un faisceau à 355 nm (UV).
- Somme de fréquences : on additionne les fréquences de deux faisceaux différents. Par exemple un faisceau à 600 nm et un autre à 700 nm (dans le visible), on obtient un faisceau à 323 nm (UV).
- Différence de fréquences : on soustrait les fréquences de deux faisceaux différents. Par exemple un faisceau à 600 nm et un autre à 700 nm (dans le visible), on obtient un faisceau à 4200 nm (IR lointain). (Mais on peut aussi générer des fréquences dans le domaine du térahertz, ondes radio).
- Effet Kerr : consiste à faire varier la phase ou l'état de polarisation d'un LASER en fonction d'un champ électrique appliqué sur un matériau (effet au carré), ou bien de deux champs électriques différents ; modulation d’une onde électromagnétique par 2 champs statiques ; modulation quadratique d’amplitude.
- Indice de réfraction dépendant de l’intensité : consiste à fire varier l'indice de réfraction d'un matériau en fonction de l'intensité lumineuse qui le traverse, c'est-à-dire que le faisceau qui se propage modifie les propriétés de propagations, lesquelles modifient la propagation du faisceau entrant (!). De nombreuses applications : biréfringence auto-induite, holographie dynamique...
- Génération de troisième harmonique : à partir d'un faisceau de fréquence f, on crée un faisceau à la fréquence 3f (directement).
... pour n'en citer que quelques uns et quelques applications !

Il se trouve que je fais un cours sur les matériaux pour l'optique (et en particulier sur l'optique non linéaire) au niveau Master à l'Université, donc je pourrais t'en parler des heures

Bonjour,
Un grand MERCI pour ces indications!
La physique n'est pas mon domaine mais certains aspects de la physique m'interessent.