LE LASER

Parler de lasers, c’est s’intéresser à la lumière. Cette dernière est constituée de particules élémentaires de masse nulle appelées photons et voyageant à la plus grande vitesse concevable (300 000 km/s ; plus exactement 299 792 458 mètres/seconde). Il a fallu attendre 1960 avec l’invention du laser pour commencer à maitriser la production de photons, traditionnellement générés via des sources thermiques (bougie, lampe à incandescence,…) – (voir l’historique page 50 ans du laser)

LASER, c'est l'acronyme en anglais de « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation », ce qui peut être traduit en français par « amplification de la lumière par l’émission stimulée de radiation ». Il doit posséder les propriétés suivantes :

1. Générer des photons initiaux. Ces premiers photons peuvent être issus de l’émission spontanée. (voir page 50 ans du laser > encadré « Le pompage optique »)
   
   
2. Amplifier ces photons comme l’illustre le schéma ci-dessous. C’est « l’émission stimulée ». (voir page 50 ans du laser > encadré « L’émission stimulée ») Il existe en fait d’autres façons d’obtenir une amplification, liées au domaine dénommé « optique non linéaire ».
   
   
3. La capacité à cascader le processus comme le schématise la figure ci-dessous. Cette propriété est réalisée en formant une cavité à l’aide de miroirs qui permettent aux photons de passer plusieurs fois dans le milieu amplificateur. On a ainsi un effet de cascade. On parle d’oscillateur, qui est l’association d’un amplificateur et d’un résonateur. La mise en vis-à-vis de deux miroirs constitue une cavité Fabry-Perot. Il existe bien d’autres cavités, dont des guides optiques tels les fibres optiques ou les guides micro-structurés (dont la structuration est à l’échelle du la longueur d’onde, soit le micromètre ou millionième de mètre). (voir page 50 ans du laser > encadré Le « maser optique »)
   
   
4. La cavité a aussi pour rôle de filtrer les couleurs ou longueurs d’ondes qui vont être amplifiées. La longueur d’onde est la mesure utilisée par les scientifiques pour caractériser une couleur. Elle est de l’ordre du 0,4 à 0,75 micromètres pour le visible

Invention majeure devenue la clef à mollette des chercheurs et des industriels, cette technologie a la caractéristique de se diffuser dans différents domaines d’activités allant de la recherche fondamentale aux applications. Elle est présente dans la grande majorité des innovations technologiques de ces dernières années : lecteur CD/DVD, code-barres, imprimante, disque d’ordinateur, fibres optiques, soudure, marquage, ophtalmologie… le laser est partout !

2010 fête les cinquante ans de la réalisation du premier laser, annonçant après un vingtième siècle de l’électronique, un 21ème siècle de la photonique et du laser !