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Comprendre: L'essentiel sur les lasers 2e partie COMMANDER Magazine Sono N° 313
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Source: Magazine Sono numéro 313 Page 104 - mai 2006 ::: Texte: Jean-Paul Rolin -  :::
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Texte: Jean-Paul Rolin -

Tout d''abord faisons un petit retour sur la fin de l''article précédent : la notion assez curieuse d''inversion de population mérite d''être commentée. Pour qu''un milieu soit capablede "laser" (verbe horrible en français mais bien naturel en anglais :" to lase"), il est nécessaire que le nombre d''atomes excités soit supérieur au nombre d''atomes du niveau inférieur de désexcitation : en quelque sorte il faut que le niveau bas soit en proportion assez vide pour "tirer vers le bas" les atomes excités, ou encore laisser de la place à l''arrivée d''un électron retombant d''un niveau supérieur.

Avec un schéma à trois niveaux, le niveau bas est celui de l'atome au repos : on imagine donc la grande énergie de pompage qui sera nécessaire pour faire passer plus de la moitié des atomes au niveau excité métastable utile. En revanche avec un schéma à quatre niveaux, la transition se passe vers un niveau bas intermédiaire qui peut être un état à vie très courte, il sera donc toujours presque vide et accueillera volontiers le niveau supérieur : avec une quantité assez faible d'atomes excités au seuil supérieur on obtiendra une inversion efficace à moindre énergie de pompage. Dans les divers lasers actuels, le schéma de niveaux est beaucoup plus complexe que cette description simplifiée. Les niveaux excités métastables ainsi que ceux de retour vers une désexcitation peuvent être multiples et produire plusieurs longueurs d'onde. Par exemple le laser "Hélium-Néon" que nous décrirons ultérieurement comme modèle type de laser (bien que peu utilisable en light-show) présente une émission particulièrement énergique dans le rouge, mais peut émettre, du vert, du jaune, de l'orange et de l'infrarouge. Parmi les nombreux facteurs techniques utilisés dans les lasers du marché, des mélanges de gaz ou de molécules sont souvent employés pour améliorer l'efficacité d'un pompage.


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