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Mathématiques pour le traitement et l'analyse des images binairesArticle de référence | Réf : AF3270 v1
Auteur(s) : Jean-Pierre PRENEL
Date de publication : 10 janv. 1999
Relu et validé le 30 juil. 2015
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Optique Photonique (218 articles en ce moment)
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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 ...
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OPTIQUE PHOTONIQUE
(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...
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