Laser

            Le laser  

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Damien Simons

Joseph Vandendriessche

Kevin Buisard

      1/ Les principes du laser

Pour pouvoir comprendre le fonctionnement d’un laser, il faut expliquer tout d’abord trois principes :

1. Le principe d’absorption

Un électron est capable d’absorber un photon,

S’il transmet une quantité suffisante d’énergie a l’électron, il passera Alors d’un état fondamental a un état excité détruisant le photon. C’est ce que l’on appelle le principe d’absorption.

• Schéma :

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1. Le principe d’émission spontané :

 L’électron cherchera à retrouver son état fondamental et pour cela il émettra un photon.

C’est ce qu’on appelle l’émission spontanée

Ces changements d’orbite d’un électron sont à l’origine de la lumière.

• Schéma : 

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Si on envoie un photon qui a la même énergie qu’un électron déjà excité on va forcer celui-ci à redescendre à son état fondamental en émettant un photon en tout point identique au photon incident

Mais la plupart des atomes on des électrons a l’état fondamental, il faut donc trouver une solution pour les rendre excité pour cela il existe deux solutions :

1. Leur envoyer des chocs électriques
2. Utiliser la méthode de Alfred Kastler qui consiste à produire un flash (une décharge de photon) qui va exciter les électrons

• Schéma :

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       il faut faire attention à respecter une supériorité des électrons a l’état excité, sinon la plupart des photons seront juste absorbés c’est ce qu’on appelle une inversion de population.

• Schéma :

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 2/ Le premier laser

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Gordon Gould (physicien américain, 17 Juillet 1920 - 16 Septembre 2005) a été la première personne à utiliser le mot "laser".

Sont laser est simple, il utilise les principes évoqués précédemment.

     Le laser possède une source d’énergie qui alimente une lampe flash quartz qui envoie un certain type de photon bien précis dans le cristal de rubis , il reçois les photon et les multiplie par le principe d’émission spontané , ceux qui sont parallèle au cristal se dirige vers la fente a l’avant et créer un faisceau lumineux concentré que l’on appelle laser, le reste se reflète dans un miroir pour garder le principe de la population inverse (garder le plus grand nombre d’électron a l’Etat exciter )  .

 On a pu voir au fil du temps des évolutions des milieux dispersif qui ont évolué

Comme : la fibre, les milieux à colorants, les milieux à gaz et les milieux à électron libre.

3/ les différentes utilisations

      On peut voir aussi qu’au fil du temps les lasers on eut des utilités différentes :

Le laser reste une invention sans application jusqu'en 1974, avec l'introduction des lecteurs de codes-barres et ensuite En 1978, avec l’apparition des disques laser.

 On utilise aussi dans la météorologie :

• La télédétection
• Le télescope
• La mesure de distance
• Le vibromètre

On utilise également dans les Procédés laser et matériaux :

• La soudure
• Le découpage
• Le perçage

Il est utilisé dans des Procédés laser et médicaux pour :

• L’ophtalmologie
• La dentisterie
• La dermatologie

Des applications militaires pour :

• Les Armes
• Les Viseurs

     Et enfin plus récemment pour son utilisation dans la musique

Avec notamment des instruments étonnants comme la harpe laser

Il utilise la détection d’un faisceau sur un capteur, pour déclencher un signal midi. Sa première grande utilisation est lors du concert de Jean-Michel Jarre d’octobre 1981 en République populaire de Chine

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 4 / Réglementations :

Depuis le 1er juillet 2013, la vente ou la possession d’appareil à laser dépassant la classe 2 non destiné à un usage spécifique autorisé est strictement interdite et peut mener à une amende de 7500 euros et à une peine de 6 mois d’emprisonnement.

D’après le décret n° 2012-1303 du 26 novembre 2012, les usages spécifiques pouvant bénéficier d’une autorisation pour l’utilisation d’un laser de classe superieur à 2 sont les suivants : 

• Fabrication et maintenance d’appareils laser.
• Traitement des matériaux
• Stockage et transmission des données
• Médical, esthétique
• Scientifique
• Défense, sécurité
• Aéronautique, spatial et aviation civile
• Instrumentation, mesurage et capteurs
• Spectacle et affichage

Pour qu’un produit laser puisse être commercialisé en Europe, il doit se conformer à la norme NF-EN 60825. Cette norme a notamment pour but de classifier les différents appareils à laser selon leur niveau de dangerosité. Ces classes sont numérotées de 1 à 4 de la manière suivante :

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