Théorie des lasers

Résumé du document

Le mot LASER est un acronyme pour Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Il existe différents types de lasers, qui sont couramment désignés par le type du matériau lasant employé. On distingue trois grandes sortes de lasers : Lasers à l'état solide ; Lasers au gaz ; Lasers à semi-conducteurs appelés également diodes lasers.
Après avoir fait un rappel des bases du rayonnement laser, j'aborderai plus en détail l'utilité et le principe de fonctionnement de ce type de lasers.

Extraits

[...] L est la longueur de la cavité et α sont les pertes. I1 = I0.exp[(g - A cause des pertes liées à la transmission du premier miroir, qui a un coefficient de réflexion R1, l'intensité lumineuse réfléchie vaut : I2 = R1.I1 Celle-ci va croître exponentiellement lors de son passage dans le milieu amplificateur : I3 = I2.exp[(g - Puis nous avons : I4 = R2.I3 I4 = R1.R2.I0.exp[2(g - A la fin de l'aller-retour, le gain est égal aux pertes. [...]

[...] Ceci induira la création d'une grande partie de nouveaux photons similaires (cf. émission stimulée). La cavité est créée en plaçant des miroirs de part et d'autre du milieu amplificateur. Ces miroirs sont en fait les parois clivées qui ont un coefficient de réflexion d'environ 30%. Figure 2 : Intérieur d'un laser Il faut préciser que pour un aller-retour, si les pertes liées au matériau sont plus grandes que le gain réalisé par le milieu amplificateur, le rayonnement va diminuer à chaque passage. [...]

[...] Théorie des lasers Le mot LASER est un acronyme pour Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Il existe différents types de lasers, qui sont couramment désignés par le type du matériau lasant employé. On distingue trois grandes sortes de lasers : Lasers à l'état solide ; Lasers au gaz ; Lasers à semi-conducteurs appelés également diodes lasers. Après avoir fait un rappel des bases du rayonnement laser, j'aborderai plus en détail l'utilité et le principe de fonctionnement de ce type de lasers Le rayonnement laser 1.a. [...]

[...] Cet électron va tomber sur la bande de valence (état de plus basse énergie) pour se recombiner avec un trou. Dans ce cas, la recombinaison va relâcher une énergie excédentaire prenant la forme d'un photon avec une énergie égale à : EC EV = h.ν Si un photon, avec une énergie correspondant à la transition "bande de valence"↔"bande de conduction" (ou EC EV = h.ν) stimule un électron de la bande conduction, alors la recombinaison électron-trou va créer un autre photon avec la même énergie et la même direction que le photon incident. [...]

[...] Les conditions pour l'émission laser Pour obtenir une émission laser et donc une émission stimulée, il faut satisfaire à plusieurs conditions comme l'inversion de population, la cavité laser et le gain de seuil. L'inversion de population : Afin qu'il puisse y avoir une inversion de population, il faut que le gain du laser soit supérieur aux pertes liées à la réabsorption des photons par les matériaux constituant le laser. On définit l'absorption du matériau par : Avec : coefficient d'Einstein, N1 : population d'atomes sur le niveau fondamental, N2 : population d'atomes sur le niveau excité. Ainsi, on remarque que l'absorption α est proportionnelle à (N1-N2). [...]