* Atomes et niveaux d'énergie: Les atomes ont des électrons qui existent dans des niveaux d'énergie spécifiques. Lorsqu'un électron absorbe l'énergie (comme la lumière), il passe à un niveau d'énergie plus élevé. C'est ce qu'on appelle excitation .
* Émission spontanée: Un électron excité peut revenir spontanément à un niveau d'énergie inférieur, libérant l'énergie absorbée comme un photon (lumière). C'est émission spontanée .
* Émission stimulée: La clé d'un laser est émission stimulée . Si un atome excité est frappé par un photon avec la différence d'énergie exacte entre son niveau d'énergie actuel et son niveau d'énergie, il sera stimulé pour émettre un autre photon. Ce nouveau photon a les mêmes propriétés (fréquence, phase, direction) que le photon stimulant.
* Action laser: Dans un laser, un milieu (comme un gaz, un liquide ou un solide) est pompé d'énergie pour exciter de nombreux atomes. Cela crée une inversion de population, où plus d'atomes sont dans un état excité que dans l'état fondamental. Ensuite, un photon stimulant déclenche une cascade d'émissions stimulées, résultant en un faisceau de lumière cohérente:
* cohérent: Tous les photons du faisceau laser ont la même fréquence et la même phase, donnant au faisceau ses propriétés spéciales.
* directionnel: La lumière est focalisée et amplifiée dans un faisceau étroit.
* monochromatique: Tous les photons ont la même couleur (longueur d'onde).
Composants clés d'un laser:
* Gain Medium: Le matériau qui fournit l'énergie de l'émission stimulée.
* Source de la pompe: Fournit de l'énergie pour exciter le milieu de gain.
* cavité optique: Miroirs qui reflètent les photons dans les deux sens à travers le milieu de gain, amplifiant les émissions stimulées.
En résumé, un laser est un appareil qui utilise une émission stimulée pour produire un faisceau de lumière cohérente, monochromatique et directionnelle.
