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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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Lasers : principes, applications et mesures énergétiquesCet article fait partie de l’offre
Optique Photonique (218 articles en ce moment)
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Mis au point en 1950 sur le plan théorique par l’équipe de A. Kastler, le pompage optique fut le premier à provoquer l’effet laser dans le rubis (T.H. Maiman, 1960) ; il est toujours utilisé aujourd’hui : une lampe à décharge impulsionnelle puissante délivre un intense flash de lumière dans un large spectre (lumière blanche et ultraviolette). Le plus souvent, le processus est répétitif avec une fréquence de quelques hertz à quelques dizaines de hertz, imposée par le fonctionnement de la lampe elle-même et par les phénomènes thermiques. Le mécanisme simplifié des systèmes à 3 ou 4 niveaux, présenté ci-dessus, exige un pompage très sélectif pour alimenter le niveau E 2 (figure 4 b ) ou E 3 (figure 4 c ). La fréquence correspondante étant prélevée dans le spectre large du flash, le rendement de l’opération serait très faible et conduirait à des lampes de puissance prohibitive. En réalité, on peut mettre à profit l’existence de larges bandes d’absorption, quasi-continues, situées dans l’échelle énergétique au-dessus de E 2 ou E 3 : ces bandes se peuplent abondamment en prélevant l’énergie du flash sur une large partie de son spectre ; une série de désexcitations rapides alimente ensuite le niveau supérieur du processus à 3 ou 4 niveaux. Les matériaux adaptés à ce mode de pompage sont en fait des cristaux, dont la maille recèle des impuretés possédant les niveaux d’énergie spécifiques qui permettent d’obtenir la bonne configuration globale. C’est le cas notamment de l’ion chrome (Cr+++) qui permet de constituer le cristal de rubis, en l’insérant dans une maille d’alumine Al2O3 (cf. article Lasers à gaz et à solides).
Le rendement de ce type de pompage reste cependant faible en raison de la dispersion spatiale de la lumière du flash, de la présence dans cette lumière de longueurs d’onde inutiles et bien...
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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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