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Auteur(s)
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René JOECKLÉ : Ancien chef de la division Lasers, optronique, sensorique de l’Institut de recherches franco-allemand de Saint-Louis (ISL)
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Les lasers à gaz ont été découverts presque simultanément aux lasers à solide : dans l’infrarouge, le laser à CO2 a été découvert par Patel. Dans le visible, le laser à hélium-néon (He-Ne) connut aussitôt un grand développement. Ces lasers nécessitent un équipement technique relativement simple : l’excitation est obtenue par une décharge électrique haute tension dans un gaz basse pression (généralement un tube scellé dans le cas du laser He-Ne). Le rayonnement laser est généralement continu, ce qui était, au début, la caractéristique unique des lasers à gaz.
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Modes d’excitation des lasers à gaz
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1. Généralités
1.1 Diversité des lasers à gaz
Les lasers à gaz présentent une grande variété de caractéristiques (figure 1) :
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la longueur d’onde va de l’ultraviolet (lasers à excimères) à l’infrarouge moyen (lasers à CO2 , longueur d’onde émise de 10,6 µm) en passant par le visible ;
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aspects temporels : à l’encontre des lasers à solide, pratiquement tous pulsés, les lasers à gaz peuvent être, soit uniquement pulsés (excimères, vapeur de cuivre), soit uniquement continus (hélium-néon, argon ionisé), soit (dans le cas des lasers émettant dans l’infrarouge) continus ou pulsés. Les pulsés peuvent être, soit mono impulsion, soit pulsés répétitifs ;
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la puissance moyenne de ces lasers couvre un très large domaine : de quelques milliwatts pour les lasers hélium-néon de réglage à quelques dizaines de kilowatts pour les lasers à CO2 industriels ; pour des finalités militaires, des lasers continus allant jusqu’à plusieurs mégawatts ont été développés.
Enfin, les modes d’excitation sont divers ; le principal est la décharge électrique ; certains lasers peuvent être excités thermiquement ou chimiquement, la réaction chimique pouvant être initiée par l’énergie lumineuse.
HAUT DE PAGE1.2 Différences par rapport aux lasers à solide
Le grand intérêt du gaz en comparaison avec le solide résulte de la mobilité du gaz, permettant de déplacer le milieu gazeux dans le résonateur à des vitesses pouvant être supersoniques. La puissance du laser étant proportionnelle au débit d’espèces excitées, on peut donc obtenir des puissances relativement élevées. Les dimensions des cristaux supports des lasers à solide sont limitées par le mode de croissance de ceux-ci, ainsi que par la nécessité d’évacuer la chaleur ; ceci constitue une limite à la puissance des lasers à solide, qui n’existe pas pour les lasers à...
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