TS-LASER

Les propriétés d'un faisceau LASER

• directif

• cohérent

• monochromatique

• énergétique

• Les échanges quantiques d'énergie représentés ici sont des émissions

• Émission spontanée : la date d'émission et la direction du photon émis sont aléatoires

• Émission stimulée : le photon émis est en phase avec le photon incident

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• Si l'atome est dans un état excité (E₂), l'arrivée d'un photon d'énergie E₂-E₁ peut donner lieu à 2 photons identiques à l'état final

• Si l'atome est dans un état fondamental (E1), l'arrivée d'un photon d'énergie E₂-E₁ peut donner lieu à une absorption

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• Les deux processus représentés sont l'émission stimulée et l'émission spontanée

• La cavité optique est formée de 2 miroirs dont un parfaitement réfléchissants et l'autre semi-réfléchissant

• L'inversion de population est réalisée par un pompage optique dans ce LASER

• Le milieu amplificateur est un cristal de rubis

• La lumière du pompage optique a même longueur d'onde que celle de l'émission LASER

• Dans ce LASER à 3 niveaux, il y a inversion de population entre le niveau 1 et le niveau 2

• En l'absence de pompage, on aurait N₁>N₂

• N₂>N₁

• Il y a amplification dans le milieu uniquement si N₁>N₂

• Dans un LASER à gaz HeNe, les atomes de Néon sont responsables de l'émission LASER

• Un LASER HeNe (λ=632 nm) émet une lumière rouge

• Tous les LASERs peuvent émettre de la lumière rouge

• Dans un LASER HeNe, une décharge électrique est responsable de l'excitation des atomes d'Hélium

• Les diodes électroluminescentes (DEL ou LED) sont basées sur le phénomène d'émission spontanée

• Les diodes LASER sont basées sur le phénomène d'émission stimulée

• La conversion d'énergie électrique en énergie lumineuse dans une diode est assurée par un semiconducteur

• Toutes les dioles (LASER et électroluminescentes) ont une émission directionnelle et cohérente

• La directivité d'un faisceau LASER est limitée par la diffraction par son diamètre en sortie de la cavité

• Le phénomène de diffraction est tel que θ=λ/a ou a est l'ouverture (diamètre) du faisceau à la sortie du LASER

• La directivité moins bonne d'une diode LASER par rapport à celle d'un LASER à gaz peut s'expliquer par un diamètre a du milieu amplificateur plus petit

• Le diamètre du "spot" LASER sur un écran est indépendant de la distance par rapport à sa source