Qu'est-ce qu'un laser ?

Il faut savoir que vente laser est en réalité un acronyme de "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation". Ce qui donne "amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement" en français.

Par définition, c'est un "Appareil mettant en œuvre le phénomène laser pour engendrer un faisceau de rayonnement spatialement et temporellement cohérent, utilisé dans les domaines de l'armement, des télécommunications, de la métrologie, de la physique fondamentale, de l'industrie, de la médecine, etc."

Comment ça fonctionne ?

Un composé, souvent un gaz (He-Ne par exemple) ou un cristal (rubis, etc) est placé entre deux miroirs dont un laisse passer une petite partie de la lumière. Ce composé est ensuite excité de manière à libérer des photons (particules de lumière) lorsqu'il perd cette énergie (quand les électrons du composé passent à une couche inférieure). Or la taille du système est prévue pour que lorsqu'un photon heurte un miroir, 2 photons repartent dans l'autre sens (il y en a donc 1 de plus). Il y a donc création d'une quantité énorme de photons dont certain parviennent à traverser le second miroir pour générer un faisceau lumineux.

Les différents types de laser

- cristallins (à solide): rubis, Nd, Yb, Pr, Er, Tm, etc...fonctionnement diode laser ultra puissant

- à colorants: utilisation de colorants pour avoir la longueur d'onde exacte désirée (au centième de nanomètre près). Ce type de laser est utilisé en physique nucléaire.

- utilisation d'un gaz. Le plus connu est le hélium-néon (632,8nm = rouge) et le CO2 (infrarouge à 10,6 µm). Ce dernier est utilisé pour la découpe de matériaux.

- diode laser: les photons sont produit par 2 semi-conducteurs traversés par un courant électrique.

- à électrons libres: principe tout à fait différent: la lumière est produite par un rayonnement produit par des électrons accélérés.

- à fibres: Ce type ressemble au laser solide. Ici le milieu amplificateur est une fibre optique dopée avec des ions rares.

- à impulsions: Ce sont des lasers utilisant une diode capable de fonctionner une très courte durée (quelques femtosecondes) mais avec énormément de puissances (près d'1 MW = 1 000 kW = 1 000 000 W pour les plus puissants).

laser le plus puissant
Les couleurs

En fonction du composé utilisé, longueur d'onde (et donc la couleur du laser) varie. Chaque composé a sa longueur d'onde (et par conséquent sa fréquence) spécifique.

Comme dit précédemment, l'utilisation de colorants permet choisir exactement la longueur d'onde au centième de nm près.

Contrairement à ce que l'on pourrait penser, plus on va vers des couleurs bleues, UV, plus l'énergie augmente proportionnellement. Ce n'est pas l'inverse. On trouve plus facilement des laser infrarouge de puissance élevée. C'est laser ne produisent pas des photons avec plus d'énergie (c'est même l'inverse), mais bien une grande quantité de photons.

L'oeil perçoit mieux les couleurs vers le rouge que vers le laser bleu puissant 10000mw . Pour une même puissance, un faisceau de 638 ou 532nm sera bien plus visible qu'un 445 ou 405nm.

Les longueurs d'ondes les plus courantes pour les diodes lasers sont les suivantes:

373nm - 405nm - 445nm - 450nm - 473nm- 520nm - 532nm - 594nm - 635nm - 638nm - 660nm - 685nm - 780nm - 808nm - 830nm - 980nm - 1064nm

Les IR commencent vers 700nm.

Les 373nm sont des ultraviolets (Invisibles, mais qui réagissent avec les objets fluorescents !)

Les 532 et 638nm sont très très visibles comparés au 445 et au 685nm.