Fonctionnement du Laser

Le mot « laser » est l'acronyme de « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation » qui se traduit comme suit : « amplification de lumière par émission stimulée de rayonnement ». Le principe physique dont il est question dans le fonctionnement des lasers se nomme l’émission stimulée.

Explications des phénomènes nécessaires à la compréhension

Selon le modèle atomique de Bohr, l’atome est composé de nucléons (les protons et les neutrons) et d’électrons. Ce modèle introduit aussi la notion de couches prédéfinies sur lesquelles gravitent ces dits électrons. En fait, chaque orbite possède une énergie propre à elle-même, ce que l’on peut qualifier de niveaux d’énergie. Il est aussi établit que si l’on donne de l’énergie supplémentaire à un électron sur une certaine couche, il peut « sauter » au niveau de l’orbite suivante qui est plus énergétique.

Étapes suivies par un électron excité

1.1 L’électron est sur sa couche électronique définie.

1.21 Sous l’effet d’une certaine énergie, soit thermique ou électronique ou par une onde électromagnétique (photon), l’électron est excité par cette énergie nouvelle qu’il absorbe et saute alors sur une couche électronique plus énergétique.

1.3 L’électron est sur une couche électronique plus énergétique, mais cette situation est instable.
1.4
L’électron revient sur sa couche électronique définie en libérant l’énergie qu’il avait emmagasinée sous forme d’énergie lumineuse (photon).

Maintenant que ceci est expliqué, nous pouvons en venir à l’émission spontanée et l’émission stimulée - deux concepts importants à connaître pour comprendre le fonctionnement d’un laser.
Émission spontanée

Ceci est une illustration d’un électron excité sur une couche électronique plus énergétique que sa couche définie. L’électron, dans cette situation instable, doit retourner sur sa couche définie, c’est donc ce qu’il fait, en libérant un photon.