le laser et ses applications exposé originel fait en janvier 2008 par eliška kyselková et duong...
TRANSCRIPT
![Page 1: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/1.jpg)
Le laser et ses applications
Exposé originel fait en janvier 2008 par
Eliška Kyselková et Duong Le Bachavec quelques modifications postérieures
par Vojtěch Beneš
![Page 2: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/2.jpg)
Le laser
LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
En français : Amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement
![Page 3: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/3.jpg)
Objectifs de cet exposé
1) Les propriétés de la lumière laser
2) Le principe de fonctionnement– description– pompage optique– émission stimulée– amplification
3) Les types
4) L’observation, la sécurité
5) Les applications
![Page 4: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/4.jpg)
Le faisceau laser est
• strictement monochromatique (une seule longueur d‘onde, les photons qui sortent sont identiques)
• directif (le faisceau est cylindrique, toujours de même épaisseur, il ne diverge pas)
• de haute puissance (l‘énergie lumineuse est concentrée sur une surface très petite)
• cohérent (la vibration dans un point du faisceau est en corrélation avec la vibration dans un autre point, cette lumière peut interférer)
1) Les propriétés de la lumière laser
http://www.youtube.com/watch?v=vUcWqgbn7fA
![Page 5: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/5.jpg)
Remarque : Directivité du faisceau laser
Lampe ordinaire
… le faisceau est divergent
Laser … le faisceau est cylindrique
![Page 6: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/6.jpg)
2) Principe de fonctionnementConstruction du laser
1 - milieu excitable (gaz ou cristal
2 - énergie de pompage (décharge électrique)
3 - miroir totalement réfléchissant
4 - miroir semi-réfléchissant
5 - faisceau laser
![Page 7: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/7.jpg)
Remarque : Emission de la lumière
h = E‘ – E
Un atome émet de la lumière (un photon) quand il passe d‘un niveau énergétique excité E‘ à un niveau énergétique inférieur E.
L‘énergie du photon émis :
![Page 8: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/8.jpg)
Principe de fonctionnementNiveaux d‘énergie du laser He-Ne
niveau fondamental
niveau excité instable niveau excité méta-stable
niveau excité instable
E
1
2
2
3
photon émis
![Page 9: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/9.jpg)
Pompage optique
• Normalement, la plupart des atomes sont dans le niveau énergétique fondamental.
• Grâce à la décharge électrique dans le milieu actif, on excite des atomes.
1
• On réalise ainsi une inversion de population (la plupart des atomes sont dans le niveau excité méta-stable)
![Page 10: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/10.jpg)
Émission spontanée
• Un électron, dans un niveau excité, peu revenir spontanément dans un état énergétique inférieur.
• Ce phénomène est aléatoire et imprévisible
• La transition engendre un photon infrarouge (invisible).
22
22
![Page 11: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/11.jpg)
Émission stimulée
La désexcitation stimulée de l‘atome est
• déclenchée par un photon incident d‘énergie h = E‘ – E,
• le photon émis est identique au photon incident (même fréquence et direction),
• les deux photons représentent des ondes qui vibrent en phase la lumière laser est cohérente.
33
![Page 12: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/12.jpg)
Principe de fonctionnementAmplification
• un photon passe plusieurs fois par le milieu actif du résonateur• il engendre une avalanche de photons identiques
![Page 13: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/13.jpg)
Les types du laser
Le laser à rubis (milieu actif = cristal de rubis)
![Page 14: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/14.jpg)
Les types du laser
Le laser helium - néon
(milieu actif = mélange de He + Ne gazeux)
Schéma
![Page 15: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/15.jpg)
Observation du faisceau laser
![Page 16: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/16.jpg)
Observation du faisceau laser
• Méthode:- par un écran ou une feuille de papier
blanc (fig.1)
- par des particules solides (fig.2 et 3)
![Page 17: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/17.jpg)
- dans l‘air
- par une lentille cylindrique
![Page 18: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/18.jpg)
Sécurité
• Attention!!!
à vos yeux
• Symbole de danger
![Page 19: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/19.jpg)
Dans la vie pratique• Médecine
• Industrie
• Technologie (mesure de la distance T-L)
• Fusion nucléaire
• Les télécommunications
• Construction des tunnels
• Discothèque, concerts
![Page 20: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/20.jpg)
• http://www.youtube.com/watch?v=AOoh3wxOwQk&feature=related
![Page 21: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/21.jpg)
Le Prix Nobel de Physique
1918 : Max Carl Ernst LudwigPlanck
En témoignage des services rendus à l'avancement de la physique par la découverte des quanta d'énergie.
![Page 22: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/22.jpg)
1922 : Niels Henrik David Bohr
Pour ses contributions à la recherche sur la structure des atomes et sur le rayonnement qu'ils émettent
![Page 23: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/23.jpg)
1964 : Николай Геннадиевич БасовАлександр Михайлович Прохоров
Pour des travaux fondamentaux dans le domaine de l'électronique quantique, conduisant à la construction d'oscillateurs et d'amplificateurs basés sur le principe du maser-laser.
![Page 24: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/24.jpg)
1966 : Alfred Kastler
Pour la découverte et le développement de méthodes optiques pour l'étude des résonances hertziennes dans les atomes (pompage optique)
![Page 25: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/25.jpg)
1971 : Dennis Gabor
Pour son invention et son développement de la méthode holographique
![Page 26: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/26.jpg)
1981 : Nicolaas Bloembergen
Pour la contribution au développement de la spectroscopie laser
![Page 27: Le laser et ses applications Exposé originel fait en janvier 2008 par Eliška Kyselková et Duong Le Bach avec quelques modifications postérieures par Vojtěch](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062511/551d9da2497959293b8d28a9/html5/thumbnails/27.jpg)
1997 : Steven Chu
Claude Cohen-Tannoudji
William D. Phillips
Pour le développement de méthodes pour refroidir et piéger des atomes avec la lumière laser.