A diferencia de las oscilaciones de las ondas sonoras, las oscilaciones de la luz son tan rápidas que se necesita un equipo extremadamente complejo para observarlas directamente. Sin embargo, es posible medir las frecuencias de estas oscilaciones indirectamente con peines de frecuencia. Estos peines están formados por un conjunto de 'dientes' regularmente espaciados donde cada diente corresponde a una frecuencia. Utilizado como regla graduada, ofrecen la posibilidad de medir una frecuencia óptica con gran precisión. Esto hace posible, entre otras cosas, para medir variaciones en la distancia entre la Tierra y la Luna con una precisión equivalente al tamaño de un cabello.

Se puede demostrar que la señal de tiempo correspondiente a un peine de frecuencia consiste en una sucesión regular de pulsos de luz, llamado tren de pulsos. Estos pulsos son ultracortos y tienen una duración de una millonésima de mil millonésima de segundo o menos.

Actualmente existen dos métodos principales para generar un tren de pulsos, ya sea mediante un láser pulsado o mediante una cavidad óptica pasiva.

"Algunos láseres pueden generar directamente un tren de pulsos. Algunos láseres pueden generar directamente un tren de pulsos muy energético, pero el retraso entre dos pulsos sucesivos está sujeto a variaciones incluso en ausencia de perturbaciones externas, "explica Nicolas Englebert, Laboratorio OPERA-Fotónica, Ecole polytechnique de Bruxelles.

La otra solución se basa en resonadores ópticos pasivos, hecha, por ejemplo, utilizando fibras ópticas. Permite la generación de un pulso que se propaga indefinidamente, un solitón de cavidad, cuando se inyecta un rayo láser continuo en su entrada. El período del tren resultante, en ausencia de perturbaciones externas, está arreglado aquí, a diferencia de los láseres pulsados. Desafortunadamente, su energía es limitada.

Por tanto, cada plataforma tiene sus ventajas y desventajas. Sin embargo, para determinadas aplicaciones, p.ej., LiDAR, es necesario tener un tren de pulsos que sea a la vez enérgico y ultraestable.

Investigación reciente realizada por el Laboratorio ULB OPERA-Photonics, publicado en la revista Fotónica de la naturaleza , muestra la existencia de nuevos ultraestables, solitones de cavidad de alta potencia:solitones de cavidad activa.

"Estos solitones emergen dentro de un resonador de señal inyectada en el que hay una sección de amplificación finamente diseñada. El propósito de esta sección es compensar algunas de las pérdidas que la onda (el solitón) experimenta en cada recorrido de ida y vuelta. Si la amplificación es demasiado baja en comparación con las pérdidas, el solitón no puede existir. Por otra parte, si la amplificación es mayor que las pérdidas, se producirá una emisión láser. Gracias a esta compensación parcial de las pérdidas, es posible extraer una gran parte de la energía del solitón (¡más del 30%!) sin comprometer su existencia, "Señala Nicolas Englebert.

Es más, ya que la sección de amplificación se elige de manera que no se produzca el efecto láser, el tren de pulsos hereda las propiedades de estabilidad de los resonadores pasivos. El solitón de cavidad activa combina así las ventajas de los trenes de pulsos generados por láseres pulsados ​​y resonadores pasivos.

Este nuevo tipo de solitón universal e híbrido podría desencadenar muchos experimentos en diferentes plataformas, especialmente en el campo de la óptica integrada, donde los resonadores pasivos dominan el panorama, pero las aplicaciones se quedan atrás porque se puede extraer muy poca energía de los chips. Este nuevo concepto no se limita a la generación de solitones. Gracias a esta nueva cavidad híbrida, componentes que inducen muchas pérdidas (cristal, fibra particular, etc.) ahora se puede colocar en un resonador, abriendo el camino al estudio de fenómenos que antes eran inaccesibles experimentalmente. La invención es objeto de una solicitud de patente presentada a nombre de ULB.