Principe de fonctionnement
Il s'agit de l'émission stimulée,lorsqu'un atome possède le niveau a et b d'énergie Ea et Eb il y a la possibilité interaction entre ses deux valeurs et possibilité d'un rayonnement monochromatique de fréquence w
si on passe de la plus basse énergie le plus stable à la plus haute c'est une excitation et l'absorption d'une lumière par l'atome,dans le cas contraire une émission d'une lumière monochromatique
donc au repos tous les atomes sont au niveau du plus basse énergie il faut donc inverser cette population et le mettre au plus haut de l'énergie par pompage en utilisant l'effet larsen en reajectant la sortie et l'entrée (comme pour le son sortant d' un haut parleur et en reentrant le son du haut parleur dans le micro on obtient un fort bruit strident)par deux miroirs le dernier étant semi réfléchissant pour laisser passer le faisceau laser
c'est donc un resonnateur optique et à l'équilibre il fonctionne à une seul mode donnant sa longueur d'onde
comme c'est un long tube il y a cohérence spatiale et un seul niveau d'énergie, cohérence temporelle
La cohérence temporelle du laser
le fonctionnement même du laser impose une très grande cohérence temporelle à la lumière qu'elle émet
la durée des trains d'onde émis est beaucoup plus grande que par une source classique il émet une sinusoïde parfaitement monochromatique pendant un temps de quelques dizaines de nanosecondes
en stabilisant la longueur du laser,on peut observer des interférences
Velocimetrie laser
la base de la velocimetrie est l'effet Doppler en observant le décalage de fréquence de la vitesse de l'objet
le gyrolaser
le trajet de la lumière dans le laser à la forme d'un triangle équilatéral et on mesure le décalage de l'effet Doppler des deux ondes au milieu du coté opposé à la source du triangle par interférométrie
on peut mesurer la rotation de la terre, le décalage est de 14HZ pour la rotation de la terre pour un laser circulaire de 10 cm de rayon
La dissociation de la molécule de Brome
Dans un premier temps
Une impulsions laser de 400 manomètres de longueur d'onde éclaire un réservoir de molécule de dibrome. Une faible proportion seulement des molécules sont dissociées en ions Bromure.
Juste après
Un intense flash laser a une longueur d'onde plus grande excite ions et molécules, qui perdent de l'énergie en émettant des impulsions attosecondes. Elles diffèrent en amplitude et de plus sont décalés dans le temps. En analysant ces signaux on obtient des information sur l'état des électrons pendant la dissociation.
Le laser à polaritons
les exitons sont des quasi-particules qui représentent des états liés électron-trou au sein d'un semi-conducteur.
En forçant les exitons à interagir fortement avec la lumière au sein d'un pièges spécifique ,on obtient des polaritons qui sont des quasi-particules.
La condensation de Bose -Einstein de ces quasi-particules est possible à température ambiante et s'accompagne d'un rayonnement laser
Ce nouveau principe permettra de développer de petits lasers nécessitant très peu d'énergie pour fonctionner qui remplaceront peut être les diodes laser des lecteurs actuels de disque.
Remarque:La condensation Bose -Einstein n'est pas en équilibre,car les polaritons ont une courte vie mais compensée par un pompage continuelle, on cherche à expliquer que la formation dans un fluide quantique d'un condensat Bose-Einstein ne s'accompagne de la super fluidité dans ce cas, cela est du par l'inévitable désordre régnant au sein de la structure.