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 :
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 ».
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.
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.
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.
·
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