L.A.S.E.R.

Que veut dire LASER ?

Laser vient de l’acronyme anglais Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ce qui signifie en français

amplification de la lumière par émission stimulée de radiation.

 

Qu’est-ce qu’un LASER ?

Un LASER est l’association d’un amplificateur optique et d’une cavité optique composée de deux miroirs (dont l’un est partiellement réfléchissant).

 

Comment ça marche ?

Pour comprendre comment fonctionne le LASER, il faut comprendre quatre phénomènes :

- L’absorption

- L’émission spontanée

- L’émission stimulée

- Le pompage optique

 

L’absorption :

Dans un atome, les électrons circulent sur des couches qui représentent différents niveaux d’énergie de l’atome.

Lorsqu’un atome reçoit un photon, il l’absorbe et monte en énergie : un électron change de couche. On le dit alors dans un état « excité ».

 

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L’émission spontanée :

Un atome dans un état excité peut spontanément émettre un photon pour passer à l’état d’énergie inférieur. Ce photon sera émis dans une direction aléatoire.

 

 

schema-emission-spontanee.gif

L’émission stimulée :

 

Elle n’est possible que grâce au pompage optique (décrit plus-bas). Un atome dans un état excité reçoit un photon. Il en émet deux dans la même direction et avec la même énergie que le premier photon.

schema_emission-stimulee.gif

Le pompage optique :

Pour obtenir l’émission stimulée, il faut que les atomes soient dans un état excité. Pour cela, il faut leur transmettre de l’énergie sous forme de décharges électriques ou à l‘aide d’un autre laser. Le pompage optique est cette action de transmettre de l’énergie aux atomes pour les faire passer dans un état excité.

 

 

Le fonctionnement du laser :

Un laser est une cavité généralement cylindrique avec des miroirs à ses extrémités.

Elle est remplie de gaz.

L’un  des miroirs n’est pas à 100% réfléchissant.

 

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·    On envoie de l’énergie dans la cavité, ce qui excite les atomes du gaz grâce au pompage optique.

·     Là, les atomes émettent spontanément un photon chacun.

·     Le photon émis va rencontrer un autre atome qui va l’absorber, et émettre deux photons dans la même direction de façon stimulée.

·     Cela continuera  jusqu’à la paroi où il n’y aura plus d’atome de gaz.

·     Si un atome émet dans la bonne direction, alors les photons continueront jusqu'à rencontrer un miroir où ils seront réfléchis et d’où ils repartiront dans l’autre sens jusqu’à l’autre miroir.

·    Une partie de la lumière sort lorsqu’elle rencontre le miroir partiellement réfléchissant.

·    C’est cette partie de la lumière qui formera le rayon laser.

 

 

 

 

 

 

A quoi ça sert :

Le laser compte de très nombreuses utilisations, par exemple :

Il sert en médecine pour des traitements ophtalmologiques et dermatologiques.

Il est utilisé dans l’industrie pour la découpe de matériaux ou pour la mesure de distances.

Il est présent dans la vie de tous les jours car c’est lui qui permet de lire des DVD ou les codes-barres au supermarché.

 

Un peu d’histoire :

Albert Einstein a décrit en 1917 le phénomène de l’émission stimulée et Alfred Kastler a proposé un procédé de pompage optique en 1950 mais c’est en 1958 que le premier laser (un laser à micro-ondes) sera réalisé par J. P. Gordon, H. J. Zeiger et Ch. H. Townes. Le laser entrera ensuite dans l’industrie en 1965 et débarquera en France dans les années 80.

 

 

Sources :

http://www.lkb.ens.fr/recherche/atfroids/tutorial/pages/5_le_laser.htm

http://fr.wikipedia.org/wiki/Laser

http://sfrs-streamer.sfrs.fr/ramgen/media-2/sfrs/real/realvideo/5235.rm   (lien vers une vidéo à télécharger)

http://www.palais-decouverte.fr/index.php?id=1618

http://www.gralon.net/articles/materiel-et-consommables/materiels-industriels/article-le-laser---presentation-et-applications--2096.htm