Présentation

Article

1 - NIVEAUX D’ÉNERGIE ET TRANSITIONS

2 - POIDS DE LA THERMODYNAMIQUE

3 - MODES DE POMPAGE

  • 3.1 - Pompage optique
  • 3.2 - Pompage électronique
  • 3.3 - Pompage chimique

4 - AMPLIFICATION OPTIQUE

5 - RAIES D’ÉMISSION RÉELLES

6 - RÔLE DE LA CAVITÉ OPTIQUE

7 - PROPRIÉTÉS DU FAISCEAU LASER

Article de référence | Réf : AF3270 v1

Amplification optique
Physique du laser - Historique et principes de base

Auteur(s) : Jean-Pierre PRENEL

Relu et validé le 30 juil. 2015

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

Auteur(s)

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

INTRODUCTION

En quelques années, le laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) est passé du statut d’appareil de laboratoire pour physicien à celui de système industriel très répandu.

L’objectif de cet article est donc de permettre aux très nombreux utilisateurs non spécialistes de comprendre le fonctionnement de cette source de lumière très particulière et de se familiariser avec ses différentes configurations pratiques.

La démarche proposée consiste à présenter en première partie les phénomènes physiques variés contribuant à l’émission de lumière cohérente, ainsi que les propriétés spécifiques de cette lumière. L’article suivant présente les principaux appareils présents sur le marché, en respectant le traditionnel classement en deux familles : lasers à solides et lasers à gaz. Avant la lecture de ce texte, il peut être profitable de consulter quelques articles du thème « optique » du traité de Sciences fondamentales, notamment « optique ondulatoire », « optique des milieux matériels » et « optique cohérente ».

Les applications, très nombreuses, ne sont pas traitées dans cet article. Le lecteur intéressé par un domaine d’application spécifique pourra trouver les informations adaptées dans les traités spécialisés : mécanique (traitement des matériaux, usinage), électricité (optronique, communications)...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af3270


Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

4. Amplification optique

Le pompage et l’inversion de population étant maîtrisés, l’émission stimulée définitivement admise afin de respecter les lois fondamentales de la Physique, l’analyse d’une population d’atomes excités conduit à un constat intéressant, schématisé sur la figure 5 : si n photons incidents (ici n = 5) éclairent une population d’atomes en état d’inversion, certains vont provoquer des émissions stimulées par interaction avec des atomes excités (3 sur la figure). Certains ne connaîtront pas d’interaction (1 dans la configuration choisie ici). En moyenne, le nombre de photons présents peut augmenter puisque le nombre d’atomes excités N 2 est au départ supérieur à N 1, nombre d’atomes à l’équilibre : dans ce cas, il y a amplification optique.

A. Einstein a poussé le raisonnement plus loin en envisageant des photons incidents unidirectionnels : avec les hypothèses de l’émission stimulée 2.2, les photons émis sous l’effet de ces photons incidents vont conserver la même direction et les mêmes phases. Par contre, ceux qui sont libérés par émission spontanée présenteront des directions aléatoires et se répartiront dans tout l’espace. Dans la direction spécifique des photons incidents (figure 6), la lumière d’origine stimulée sera donc largement prépondérante. La lumière émergente sera donc le résultat de la « balance » entre absorption et émission stimulée suivant cet axe. La variation d’énergie entre l’amont et l’aval peut donc se calculer à partir de l’évolution des populations N 1 et N 2 (équations [1] et ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Amplification optique
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - EINSTEIN (A.) -   Zur Quanten Theorie der Strahlung.  -  Phys. Zeit., 18, p. 121-128, 1917.

  • (2) - BITTER (F.) -   *  -  Phys. Rev., 76, 833, 1949.

  • (3) - KASTLER (A.) -   *  -  J. Phys. Rad., 11, 255, 1950.

  • (4) - GORDON (J.P.), ZEIGER (H.J.), TOWNES (C.H.) -   *  -  Phys. rev., 95, 282, 1954.

  • (5) - SCHAWLOW (A.L.), TOWNES (C.H.) -   Infrared and optical masers.  -  Phys. Rev., 112, 1940-1949, 1958.

  • (6) - MAIMAN (T.H.) -   Stimulated optical radiation in ruby.  -  Nature, 187, 493-494, 1960.

  • (7) - JAVAN (A.), BENNETT (W.R.), HERRIOT (D.R.) -   Population inversion and continuous optical...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(218 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS