Mathématique Dynamique des Lasers

Le premier laser a été réalisé en 1960. Il apparaît dans notre vie de tous les jours en 1974 lorsqu’il devient un moyen de lecture avec l’introduction des lecteurs de codes barres. En 1978, les disques laser puissance sont introduits, mais les disques optiques ne deviennent d’usage courant qu’en 1982 avec le disque compact. Le laser permet alors de lire un grand volume de données.

Beaucoup de chercheurs qui étudient des lasers ont été confrontés à l’apparition de fluctuations rapides d’intensité dans le faisceau de sortie du laser. Ce type de comportement était déjà évident lors des toutes premières recherches. L’intensité de la lumière produite par le laser à rubis mettait en évidence des impulsions erratiques comme le montre la figure ci-contre.

laser tres puissant

Ces impulsions étaient-elles le résultat des fluctuations de l’environnement mécanique ou thermique ou bien étaient-elles le résultat d’une propriété intrinsèque du laser ? Après de nombreuses années de recherche, nous comprenons maintenant que ces oscillations proviennent principalement de forces qui régissent l’interaction entre le rayonnement et la matière. Les lasers que nous utilisons aujourd’hui sont parfois instables et certains sont très sensibles à la moindre perturbation extérieure. Ces instabilités n’ont pas d’effet sur un lecteur de codes barres ou un lecteur de CD. Elles peuvent cependant être une nuisance pour la communication par des fibres optiques car le faisceau laser stylo puissant, devant parcourir des kilomètres, doit être très stable. Aujourd’hui, les ingénieurs et les physiciens savent contrôler ces instabilités et même les utiliser pour des applications.

Nous disposons également de modèles mathématiques simples qui permettent de guider nos expériences. Ceux-ci se fondent sur les équations cinétiques du laser.

Le film Goldfinger (1964) était le premier film à montrer un laser. Les lasers n’existaient pas en 1959 quand le livre a été écrit, pas plus que les lasers industriels de forte puissance au moment où le film a été réalisé. Dans le roman, Goldfinger utilise une scie circulaire mais les cinéastes ont décidé de la changer par un laser. Le faisceau acheter un bon laser lui-même était un effet d’optique ajouté en post-production. Pour les gros plans où la flamme traverse la table métallique, un technicien tient un chalumeau sous la table.

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