Quels sont les différents types de lasers?
Il existe trois types de lasers: à l'état solide, à gaz et à liquide. Bien que tous travaillent selon les mêmes principes généraux, ils se différencient en fonction du support utilisé pour créer l'action laser.
Dans les lasers à solide, un courant électrique pompe des électrons dans le milieu laser - généralement un semi-conducteur - excitant des électrons fixés dans le milieu. Poussés dans des états d'énergie plus élevés, une condition connue sous le nom d'inversion de population, les électrons excités se désintègrent rapidement dans des états d'énergie plus bas, libérant l'excès d'énergie sous forme de photons. Des miroirs positionnés avec soin réfléchissent les photons qui les frappent à des angles de 90 degrés, stimulant à leur tour les autres électrons excités à émettre des photons avec des longueurs d'onde, des directions de propagation et des polarisations identiques. c'est un processus appelé amplification. Comme les miroirs ont une réflectivité inégale, les photons sont finalement capables de s’échapper et leur sortie constitue l’action du laser.
Les premiers lasers à semi-conducteurs à l'état solide ont été construits en 1963. Auparavant, et en commençant par le premier laser construit en 1958, les lasers à l'état solide étaient à base d'isolants, utilisant typiquement un verre ou un cristal comme le rubis pompé par un autre source de lumière non laser pour obtenir une inversion de population. Au fur et à mesure du développement de la technologie, les lasers ont été utilisés pour pomper d'autres lasers. Les lasers à semi-conducteurs ont diverses applications médicales et industrielles.
Les lasers à gaz sont apparus pour la première fois en 1960. Ils utilisaient initialement un mélange d’hélium et de néon comme médium, puis le dioxyde de carbone. Dans les deux cas, un courant électrique haute tension et haute fréquence crée une décharge électrique dans un tube contenant le gaz, entraînant une inversion de population . Les lasers à gaz peuvent également utiliser des substances plus puissantes et plus volatiles telles que l'hydrogène et le fluor - deux substances que l'on retrouve couramment dans le carburant pour fusées - dans lesquelles la combustion des gaz agit comme une pompe. Les lasers à gaz sont généralement les lasers les plus puissants et sont fréquemment mentionnés en relation avec des applications militaires quixotiques, également appelées "rayons de la mort".
Les lasers liquides utilisent des composés colorés transportés par un solvant, qui sont ensuite pompés via d'autres sources lumineuses jusqu'au point où les électrons occupent des niveaux d'énergie plus élevés. Une large gamme de matériaux peut être utilisée, notamment le cuivre, le chrome, les colorants, les sels métalliques ou même le jello. Avec un flux contrôlé de fluide passant sur la pompe, les lasers à liquide sont plus facilement stabilisés que les autres types de lasers, ce qui les rend utiles pour la séparation isotopique, la mesure et la fabrication de circuits intégrés.