Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Cet article présente la physique fondamentale des sources lasers à l’état solide, incluant les bases de l’émission laser et les propriétés optiques et électroniques des matériaux lasers. Les principales parties traitent spécifiquement des matériaux lasers comme les cristaux et les verres dopés par les ions de transition ou les ions de terres rares, l’histoire, les diagrammes de niveaux d’énergie, la population des niveaux d’énergie, l’inversion de population, les systèmes à 3 et 4 niveaux, les mécanismes d’absorption et d’émission, les émissions spontanées et stimulées, l’amplification, la cavité laser, l’optique des faisceaux lasers gaussiens, les modes et la cohérence des faisceaux lasers.
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This article presents the fundamental physics of solid-state laser-type materials, including the basis of laser action and the optical and electronic properties of laser materials. The main parts deal specifically with solid-state laser-type materials such as inorganic crystals and glasses doped with transition metal and rare earth ions: background, energy level diagrams, population of energy levels, inversion of population, 3- and 4-level schemes, absorption and emission mechanisms, spontaneous and stimulated emissions, amplification, the laser resonator, optics of Gaussian laser beams, and modes and coherence of laser beams.
Auteur(s)
-
Georges BOULON : Professeur des Universités - Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents - Université Claude Bernard Lyon 1 - Unité Mixte de Recherche CNRS 5620
INTRODUCTION
Cet article sur la physique du laser est l’un des six articles relatif à la présentation générale des sources laser à l’état solide qui inclut en outre la luminescence cristalline appliquée aux sources lasers, les cristaux et l’optique non linéaire, et la génération des impulsions laser d’abord jusqu’à la picoseconde puis jusqu’aux ultra-brèves à l’échelle de la femtoseconde. Il a pour objectif de situer le thème des sources laser à l’état solide et de décrire les principaux paramètres physiques, essentiellement optiques, nécessaires à une bonne compréhension de leur fonctionnement.
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KEYWORDS
energy level diagrams | laser materials | dopant ions | laser cavity | coherence
VERSIONS
- Version courante de juil. 2016 par Georges BOULON
DOI (Digital Object Identifier)
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Contexte7. Conclusion
Nous avons situé le thème des sources lasers à l’état solide en constante évolution depuis le début des années 60. Les principaux paramètres physiques ont été présentés avec quelques exemples de valeurs numériques quant aux longueurs d’onde d’émission de l’UV à l’IR, les largeurs spectrales des raies de fluorescence, les durées de vie des niveaux excités mis en jeu, les sections efficaces d’absorption et d’émission stimulée puis les modes de la cavité résonnante laser, pour enfin en déduire les longueurs de cohérence des trains d’onde émis. Les 2 chapitres suivants décriront la luminescence cristalline appliquée aux sources lasers contenant d’abord des ions de transition puis des ions terres rares.
Ce premier chapitre [AF 3 275] sur les fondements de la physique des sources lasers à l’état solide constitue un des éléments d’une série de 4 chapitres sur les matériaux pour l’optique à applications lasers. Il est, de fait, l’introduction des trois autres, intitulés respectivement : Luminescence cristalline appliquée aux sources lasers à solides dopées par des ions de transition ou de terres rares [AF 3 276], Cristaux lasers à propriétés non linéaires [AF 3 278] et, enfin, Génération d’impulsions lasers de plus en plus courtes jusqu’à la femtoseconde [AF 3 282].
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Les Lasers et Leurs Applications Scientifiques et Médicales, - Édition C. Fabre et J. P. Pocholle, Les Éditions de Physique (Paris) (1996). 1.1 C. Fabre, Les Lasers -Principes Fondamentaux, pp. 1-40. 1.2 G. Boulon, Matériaux pour Lasers à Solide, pp. 259-286. 1.3. H. Monerie, Fibres optiques dopées et applications, pp. 357-382.
-
(2) - BOULON (G.) - Les solides luminescents iorganiques : un dopage réussi. - Numéro spécial de L’Actualité Chimique, no 11 et Lettre des Sciences Chimiques du CNRS, no 72 (1999) pp. 96-105.
-
(3) - KOECHNER (W.) - Solid State Laser Engineering. - Springer, Berlin (1976).
-
(4) - SIEGMANN (A.E.) - An Introduction to Lasers and masers, - Mc Graw Hill, New York (1971).
-
(5) - KAMINSKII (A.A.) - Laser Crystals. - Their physics and Spectroscopy, Springer-Verlag (1981) and (1990).
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