Laser
Introduction
Bien que le principe de l’émission stimulée soit connu depuis 1917(Albert Einstein), le développement des lasers est relativement récent : en 1960 Maiman réalise le premier laser solide à rubis et en 1964 Patel réalise le premier laser à gaz [pic] . Le LASER (Lumière Amplifiée par Emission de Radiations Stimulés) peut être défini comme étant une source de rayonnement optique cohérent, émettant souvent un faisceau de rayonnement monochromatique (ultraviolet, visible, infrarouge). Un laser doit réunir une cavité résonante, un milieu amplificateur (dans lequel a lieu l’inversion de population) et un moyen de pompage (optique,électrique, chimique). La dynamique du rayonnement laser est relativement vaste :
• Longueur d’onde : 100 nm à 1 mm • Mode d’émission : continu ou impulsionnel ([pic]s) • Puissance : >TW • Fréquence d’émission : de quelques Hz à 100 MHz • Largeur de raie : [pic]m à [pic]m
Les lasers sont utilisés dans des secteurs d’activité aussi variés que l’industrie, les arts et spectacles, le domaine médical, la recherche ou le domaine militaire et ne sont pas sans risques.
Chapitre 1
Le principe du laser
1.1 Émission stimulée
Lorsqu’un atome à l’état excité E2 interagit avec un photon incident d’énergie hν, et si cette énergie correspond à une différence de niveau intrinsèque E2-E1 de valeur identique, l’atome retourne au niveau E1 en émettant un photon de même fréquence ; cette émission ‘déclenchée’ par le photon incident constitue un exemple de transition provoquée à partir d’un état métastable vers un état stable : elle a donc été baptisée stimulée ou induite. Pour compléter le modèle, Einstein a émis l’hypothèse que ce phénomène était instantané, donc que le photon induit était en phase avec le photon incident, et enfin que sa direction était également celle du photon incident
[pic]
Principe de l'émission stimulée
1.2