1. Matériau semi-conducteur:
* Le noyau d'un laser semi-conducteur est un matériau semi-conducteur, généralement un composé comme l'arséniure de gallium (GaAs) ou le phosphure d'indium (INP).
* Ces matériaux ont une structure de bande unique où les électrons peuvent exister dans deux niveaux d'énergie:la bande de valence (énergie inférieure) et la bande de conduction (énergie plus élevée).
2. Pompage:
* Pour créer une lumière laser, les électrons doivent être excités à la bande de conduction. Ceci est réalisé par pompage Le matériau semi-conducteur avec de l'énergie.
* Le pompage peut être effectué par diverses méthodes:
* pompage électrique: Application d'un courant électrique sur le matériau semi-conducteur.
* pompage optique: Illuminant le matériau à la lumière d'une énergie plus élevée.
3. Inversion de la population:
* Lorsque les électrons sont excités à la bande de conduction, ils peuvent retomber dans la bande de valence, libérant de l'énergie sous forme de lumière.
* Cependant, pour atteindre l'action laser, une condition appelée inversion de la population est crucial. Cela signifie avoir plus d'électrons à l'état excité (bande de conduction) qu'à l'état fondamental (bande de valence).
4. Émission stimulée:
* Une fois l'inversion de la population obtenue, un photon (particule légère) avec la bonne énergie peut interagir avec un électron excité, le faisant se remettre à la bande de valence et émettre un autre photon avec la même énergie et la même phase.
* Ceci est appelé émission stimulée . Ce photon émis, à son tour, peut stimuler d'autres électrons excités pour émettre des photons, conduisant à une cascade de photons identiques.
5. Cavité optique:
* Pour créer un faisceau laser, le matériau semi-conducteur est enfermé dans une cavité optique .
* Cette cavité se compose de deux miroirs, un très réfléchissant et un partiellement réfléchissant.
* Les photons émis rebondissent entre les miroirs, augmentant l'intensité de la lumière.
* Le miroir partiellement réfléchissant permet à une partie de la lumière de s'échapper, formant le faisceau laser.
6. Lumière laser:
* La lumière émise par un laser semi-conducteur est très cohérente (tous les photons ont la même fréquence et la même phase) et monochromatique (tous les photons ont la même longueur d'onde).
* Cela le rend utile dans un large éventail d'applications, telles que les communications optiques, les pointeurs laser, les scanners de code-barres et la chirurgie au laser.
en résumé:
Le principe d'un laser semi-conducteur implique la création d'une inversion de population dans un matériau semi-conducteur, en utilisant une émission stimulée pour amplifier la lumière, puis confinant la lumière dans une cavité optique pour produire un faisceau laser cohérent et monochromatique.
