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« Photographie/Rayonnements électromagnétiques/Lasers » : différence entre les versions

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Elle varie de moins de 1 mW pour un petit laser continu à plusieurs GW en crête pour un laser à solide travaillant par impulsions. En fait les plus gros lasers ont une puissance de quelques dizaines de kW mais le moins que l'on puisse dire est qu'ils ne sont guère transportables.
 
=== Structure spatiale du faisceau ===
 
Le faisceau a la forme d'un cône très peu ouvert, dont la divergence ε (1/2 angle au sommet) est donnée en fonction du diamètre de sortie D et de la longueur d'onde λ par la formule :
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* longueur du train d'ondes : L = c.t = 0,3 m (on peut atteindre le mm)
 
* éclairement énergétique de la tache focale d'aire &lambda;<sup>2</sup> :
 
<math>\frac{P}{\lambda^2} = \frac{10^{10}}{(0,5 \times 10^{-6})^2} = \frac{10^{10}}{0,25 \times 10^{-12}}= 4 \times 10^{22} \, W/m^2</math>
 
(à titre de comparaison l'éclairement maximal fourni par le soleil à midi est d'environ 10310<sup>3</sup> W/m2.m<sup>2</sup>, Ilil s'agit pourtant ici d'un petit laser).
 
Le rayon laser peut donc "« matérialiser" » une direction de l'espace et transporter de l'énergie à très grande distance.
 
=== Structure temporelle du faisceau ===
. Structure temporelle du faisceau: les fréquences émises sont comprises dans une bande très étroite qui rend le rayonnement pra­tiquement monochromatique (sauf pour les lasers à semi-conducteurs). La stabilité de fré­quence dépend des dimensions de la cavité ré­sonante et devient mauvaise sous l'influence de facteurs tels que les vibrations ou les dilata­tions. La lumière est dite cohérente car, con­▼
­
. , .
tralrement a ce qU! se passe pour une source ordinaire où les photons sont émis à des ins­tants quelconques, ici les photons sont émis en phase. On pourrait représenter l'impulsion du laser pris en exemple comme formée de :
 
▲. Structure temporelle du faisceau: lesLes fréquences émises sont comprises dans une bande très étroite qui rend le rayonnement pra­tiquementpratiquement monochromatique (sauf pour les lasers à semi-conducteurs). La stabilité de fré­quence dépend des dimensions de la cavité ré­sonanterésonante et devient mauvaise sous l'influence de facteurs tels que les vibrations ou les dilata­tionsdilatations. La lumière est dite '''cohérente''' car, con­tralrement a ce qui se passe pour une source ordinaire où les photons sont émis à des ins­tants quelconques, ici les photons sont émis en phase. On pourrait représenter l'impulsion du laser pris en exemple comme formée de :
300
= 600000 "paquets" 0,5 x 10-3
de photons distants de la longueur d'onde 11..
. Longueurs d'onde: on couvre actuel­lement un domaine allant de 337 I-lm (HCN gaz) à 0,1161 I-lm (H2), donc du lointain infra­rouge à l'ultraviolet. Notons quelques valeurs :▼
 
<math>\frac{L}{\lambda}= \frac{300}{0,5 \times 10^{-3}}= 600000</math> « paquets » de photons distants de la longueur d'onde &lambda;.
L 11.
 
=== Longueurs d'onde ===
H20 (vapeur) 118 I-lm et 28 I-lm (IR)
▲. Longueurs d'onde: onOn couvre actuel­lementactuellement un domaine allant de 337 I-lm&mu;m (HCN gaz) à 0,1161 I-lm&mu;m (H2H<sub>2</sub>), donc du lointain infra­rougeinfrarouge à l'ultraviolet (valeurs à actualiser éventuellement). Notons quelques valeurs :
C02 (gaz) 10,6 I-lm (IR) - rendement jusqu'à 25 %▼
 
CO (gaz) .5,4 I-lm (IR)
{| cellpadding="3"
He-Ne (gaz) 3,39 I-lm et 1,15 I-lm (IR), 0,6328 I-lm (rouge)▼
|-
verre au néodyme 1,06 I-lm (IR)▼
|H<sub>2</sub>0 (vapeur)
rubis (solide) ..0,6943 I-lm (rouge)
|118 &mu;m et 28 &mu;m (IR)
Kr+ (gaz) 0,5682 I-lm (jaune)▼
|-
He-Cd+ (gaz) 0,4416 I-lm (bleu) et 0,3250 I-lm (UV)▼
|C0<sub>2</sub> (gaz)
N2 (gaz) ...0,335 I-lm (UV)
▲C02 (gaz) |10,6 I-lm&mu;m (IR) - rendement jusqu'à 25 %
|-
|CO (gaz)
|5,4 &mu;m (IR)
|-
|He-Ne (gaz)
▲He-Ne (gaz) |3,39 I-lm&mu;m et 1,15 I-lm&mu;m (IR), 0,6328 I-lm&mu;m (rouge)
|-
▲|verre au néodyme 1,06 I-lm (IR)
|1,06 &mu;m (IR)
|-
|rubis (solide)
|0,6943 &mu;m (rouge)
|-
|Kr<sup>+</sup> (gaz)
▲Kr+ (gaz) |0,5682 I-lm&mu;m (jaune)
|-
|He-Cd<sup>+</sup> (gaz)
▲He-Cd+ (gaz) |0,4416 I-lm&mu;m (bleu) et 0,3250 I-lm&mu;m (UV)
|-
|N<sub>2</sub> (gaz)
|0,335 &mu;m (UV)
|-
|}
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