Comment fonctionne un laser?

Le laser (amplification légère par émission stimulée de rayonnement) est un triomphe de l'optique moderne.En exploitant un effet mécanique quantique appelé émission stimulée, les lasers génèrent un faisceau de photons cohérent, presque monochromatique.Les sources de lumière non laser génèrent généralement des faisceaux de lumière incohérents et non focalisés à une variété de longueurs d'onde, interdisant certaines applications.

Pour créer un laser, deux composants sont nécessaires mdash;un milieu de gain et une cavité optique résonante.Pour un milieu de gain, certains cristaux, verres, gaz, semi-conducteurs et même liquides teints peuvent être utilisés.Le milieu de gain est stimulé par une source de pompe énergétique telle qu'un courant électrique ou un autre laser.Le milieu absorbe l'énergie, excitant les états des particules dans le milieu.Après un certain seuil, appelé inversion de la population, est obtenu, une lumière brillante à travers le milieu provoque une émission plus stimulée ou une libération d'énergie, qu'une absorption.

Une cavité optique résonnante est une chambre spécialement dimensionnée avec un miroir à une extrémité et un semi-semi- miroir en jumelage à l'autre.Les deux surfaces réfléchissantes provoquent une lumière piégée à l'intérieur pour réfléchir dans les deux sens à travers le milieu de gain, acquérant une plus grande énergie à chaque passe.Lorsque cet effet est désactivé, le gain serait saturé et la lumière devient une véritable lumière laser.Différents médiums de gain donnent naissance à des lasers de différentes longueurs d'onde.

Deux variétés de laser sont continues et impulsions.Le laser continu est plus utile pour la plupart des applications, mais l'énergie dans un laser d'impulsion peut être très grande.Le degré auquel le faisceau diverge au fil du temps varie inversement avec la proportion de son diamètre.Les petites poutres divergent rapidement, tandis que les plus grandes restent cohérentes.

Lorsque le laser a été breveté par Bell Labs en 1960, il n'a pu recevoir immédiatement aucune application, bien que la spectrométrie, l'interférométrie, la fusion radar et nucléaire aient été considérées comme des zones potentielles d'intérêt.Aujourd'hui, le laser est parmi les merveilles technologiques les plus polyvalentes, avec des applications dans le stockage et la récupération des données, la coupe du laser, la correction de la vision, l'arpentage, les mesures, l'holographie et les affichages, et même la fusion nucléaire.L'intensité d'impulsion laser maximale réalisable a augmenté de façon exponentielle depuis le milieu des années 80.Un jour, les lasers peuvent être utilisés pour générer des réactions de fusion nettes productrices d'énergie, fournissant de l'énergie à toute la race humaine.Ils pourraient également être utilisés pour pousser les voiles solaires dans les profondeurs de l'espace.