LASER

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Source: http://www.peiresc.org/DINER/Lexique.pdf

 

Dans un laser, un grand nombre d'atomes ou de molécules ont été porté dans un état excité (inversion de population) et placés entre deux miroirs. Ils sont désexcités par les allées et venues entre les miroirs d'un faisceau de lumière qui s'enrichit ainsi chaque fois de la lumière émise (par émission dite induite, en opposition à l'émission spontanée) et se trouve ainsi amplifié. LASER représente précisément les initiales de : Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement). Le mécanisme intime de fonctionnement du laser se traduit par des conditions physiques et des équations qui en font un auto-oscillateur. Phénoménologiquement le laser obéit à des équations de Van der Pol. Les atomes ou les molécules sont excités de manière continue par un courant électrique qui sert de paramètre de contrôle. En dessous d'une valeur critique le dispositif se comporte comme une lampe ordinaire où la lumière est émise de manière incohérente. Au dessus de cette valeur critique les propriétés de la lumière changent qualitativement d'une manière dramatique. On assiste à l'émergence d'une seule onde lumineuse, la lumière cohérente. Celle ci gouverne les actes d'émission des atomes ou des molécules individuels qui lui sont asservis. La lumière cohérente est à la fois extraite du dispositif et rebouclée sur son entrée. Comme dans les instruments de musique c'est l'onde produite qui gouverne en rétroaction le dispositif excitateur. Il y a là une véritable transition de phase avec brisure de symétrie. Dans cette transition de phase une nouvelle structure temporelle est formée par autoorganisation, puisque aucune onde n'est injectée de l'extérieur qui introduit seulement un courant croissant. Le laser est un système ouvert avec un entrée d'énergie (courant électrique) et une sortie d'énergie qui en plus de la lumière laser comprend des pertes sous forme incohérente (chaleur). Dans des conditions spécifiques (pertes élevées dues aux miroirs) la lumière laser peut se comporter de manière chaotique (autooscillateur chaotique). Les applications du laser sont innombrables et imprègnent tout le tissu technologique et industriel contemporain.