La fonction et la définition du laser
Un pointeur laser est un faisceau cohérent et focalisé de photons; Cohérent, dans ce contexte, signifie que tout est une longueur d'onde, contrairement à la lumière ordinaire qui nous adore sur de nombreuses longueurs d'onde.
L'acronyme laser signifie "amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement". Les lasers fonctionnent à la suite d'effets résonnants. La sortie d'un laser est un champ électromagnétique cohérent. Dans un faisceau cohérent d'énergie électromagnétique, toutes les ondes ont la même fréquence et la même phase.
Dans un laser de base, une chambre appelée cavité est conçue pour réfléchir intérieurement les ondes infrarouges (IR), les ondes lumineuses ou ultraviolettes (UV) afin qu'elles se renforcent mutuellement. La cavité peut contenir des gaz, des liquides ou des solides. Le choix du matériau de cavité détermine la longueur d'onde de la sortie. À chaque extrémité de la cavité, il y a un miroir. Un miroir est totalement réfléchissant, ne permettant à aucune énergie de passer; L'autre miroir est partiellement réfléchissant, ce qui permet d'atteindre environ 5% de l'énergie. L'énergie est introduite dans la cavité à partir d'une source externe; C'est ce qu'on appelle le pompage.
À la suite du pompage, un champ électromagnétique apparaît à l'intérieur de la cavité laser à la fréquence naturelle (résonnante) des atomes du matériau qui remplit la cavité. Les ondes se reflètent entre les miroirs. La longueur de la cavité est telle que les fronts d'ondes réfléchis et réfléchis se renforcent mutuellement en phase à la fréquence naturelle de la substance de la cavité. Des ondes électromagnétiques à cette fréquence de résonance émergent de l'extrémité de la cavité ayant le miroir partiellement réfléchissant. La sortie peut apparaître comme un faisceau continu, ou comme une série d'impulsions brèves et intenses.
Le laser ruby, un type simple et commun, possède une cavité en forme de tige en mélange d'oxyde d'aluminium solide et de chrome. La sortie est en impulsions qui durent environ 500 microsecondes chacune. Le pompage s'effectue au moyen d'un tube à flash hélicoïdal enroulé autour de la tige. La sortie est dans la gamme visible rouge.
Un laser bleu a une longueur d'onde plus courte que le laser rouge et la capacité de stocker et de lire deux à quatre fois la quantité de données.
Le laser à l'hélium-néon est un autre type populaire, favorisé par les amateurs d'électronique en raison de son coût modéré. Comme son nom l'indique, il a une cavité remplie de gaz d'hélium et de néon. La sortie de l'appareil est rouge vif. D'autres gaz peuvent être utilisés à la place de l'hélium et du néon, produisant des faisceaux de différentes longueurs d'ondes. L'argon produit un laser avec une sortie visible bleue. Un mélange d'azote, de dioxyde de carbone et d'hélium produit une sortie IR.
Les lasers sont l'une des inventions les plus importantes développées au cours du 20ème siècle. Ils ont trouvé une énorme variété d'utilisations dans l'électronique, le matériel informatique, la médecine et la science expérimentale.
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