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Les LASERS et leurs Les LASERS et leurs applicationsapplications
Sébastien FORGETSébastien FORGETMaître de conférencesMaître de conférences
Laboratoire de Physique des LasersLaboratoire de Physique des Lasers
Université Paris-NordUniversité Paris-Nord
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Plan général du coursPlan général du cours I . Les principes de base du laserI . Les principes de base du laser
Les sources de lumièresLes sources de lumières Les caractéristiques du rayonnement LASER – Sécurité laserLes caractéristiques du rayonnement LASER – Sécurité laser Principe génértal de fonctionnementPrincipe génértal de fonctionnement Les équation heuristiques et la saturationLes équation heuristiques et la saturation
II . Fonctionnement des lasersII . Fonctionnement des lasers 3 ou 4 niveaux3 ou 4 niveaux Cavité laser : stabilité, faisceaux gaussiensCavité laser : stabilité, faisceaux gaussiens Condition sur le gain et les pertes, sur la fréquenceCondition sur le gain et les pertes, sur la fréquence
III . Les différents types de fonctionnementIII . Les différents types de fonctionnement ContinuContinu Impulsionnel déclenchéImpulsionnel déclenché Impulsionnel à verrouillage de modesImpulsionnel à verrouillage de modes
IV. Les différents lasers et leurs IV. Les différents lasers et leurs applicationsapplications
LiquidesLiquidesGazeuxGazeuxSolides (cristallin / semiconducteurs / fibres)Solides (cristallin / semiconducteurs / fibres)Quelques notions d’Optique non-lineaireQuelques notions d’Optique non-lineaireExemples d’applicationsExemples d’applications
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Plan général du coursPlan général du cours I . Les principes de base du laserI . Les principes de base du laser
Les sources de lumièresLes sources de lumières Les caractéristiques du rayonnement LASER – Sécurité laserLes caractéristiques du rayonnement LASER – Sécurité laser Principe génértal de fonctionnementPrincipe génértal de fonctionnement Les équation heuristiques et la saturationLes équation heuristiques et la saturation
II . Fonctionnement des lasersII . Fonctionnement des lasers 3 ou 4 niveaux3 ou 4 niveaux Cavité laser : stabilité, faisceaux gaussiensCavité laser : stabilité, faisceaux gaussiens Condition sur le gain et les pertes, sur la fréquenceCondition sur le gain et les pertes, sur la fréquence
III . Les différents types de fonctionnementIII . Les différents types de fonctionnement ContinuContinu Impulsionnel déclenchéImpulsionnel déclenché Impulsionnel à verrouillage de modesImpulsionnel à verrouillage de modes
IV. Les différents lasers et leurs IV. Les différents lasers et leurs applicationsapplications
LiquidesLiquidesGazeuxGazeuxSolides (cristallin / semiconducteurs / fibres)Solides (cristallin / semiconducteurs / fibres)Quelques notions d’Optique non-lineaireQuelques notions d’Optique non-lineaireExemples d’applicationsExemples d’applications
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
I . Les principes de base du laserI . Les principes de base du laser
A. Les sources de Lumière
Introduction
B. Les caracteristiques du rayonnement laserC. Principe général de fonctionnement
D. Equations et saturation
1. Sources thermiques
2. Sources « luminescentes »
3. Lasers
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
introductionintroduction
Qu’est ce que la lumière ?Qu’est ce que la lumière ?
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Une onde le plus souventUne onde le plus souvent
introductionintroduction
Lambda=c.T
Polarisation
Phase
Energie E = h.v
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
introductionintroduction
Longueur d’onde (µm)10-4 10-3 10-2 10-1 1µ
m10 102 103 104 105 106
1 mm 1 m1 cm 10 cm
1 nm 100 nm
Gam
ma
X UV Visible InfrarougeMicro-onde
Hyperfréquences
Radio
Fréquence (x3 Hz)
ExaHz
TeraHz GigaHz
101
8
101
7
101
6
101
5
101
3
101
2
101
1
101
0
109 108101
4
PetaHz
100 µm
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
I . Les principes de base du laserI . Les principes de base du laser
A. Les sources de Lumière
Introduction
B. Les caracteristiques du rayonnement laserC. Principe général de fonctionnement
D. Equations et saturation
1. Sources thermiques
2. Sources « luminescentes »
3. Lasers
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Les sources thermiquesLes sources thermiques
Emission consécutive à un chauffageEmission consécutive à un chauffageEmission de type « corps noir »Emission de type « corps noir »
SoleilSoleil Lampes à incandescence (ampoules)Lampes à incandescence (ampoules) HalogènesHalogènes
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Le corps noirLe corps noir DéfinitionDéfinition : c’est un corps théorique qui : c’est un corps théorique qui
absorbe absorbe tous les rayonnementstous les rayonnements qu’il qu’il reçoit. Toute l’énergie thermique ainsi reçoit. Toute l’énergie thermique ainsi emmagasinée est restituée à l’extérieur emmagasinée est restituée à l’extérieur sous forme de rayonnement, donc sous forme de rayonnement, donc d’ondes électromagnétiques. d’ondes électromagnétiques.
Remarque Remarque : : le corps noir tel qu’il est décrit dans la le corps noir tel qu’il est décrit dans la définition est un objet théorique qui n’existe pas. définition est un objet théorique qui n’existe pas. Cependant on peut s’en approcher (par exemple un Cependant on peut s’en approcher (par exemple un morceau d’aluminium peint en noir mat, ou un trou dans morceau d’aluminium peint en noir mat, ou un trou dans une « boite noire », est un corps noir acceptable).une « boite noire », est un corps noir acceptable).
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La loi de PlanckLa loi de Planck
Historique : début XXème siècle…Historique : début XXème siècle… La loi du corps noir est mal décrite par la La loi du corps noir est mal décrite par la
théorie :théorie : Loi de Wien : marche bien pour Loi de Wien : marche bien pour λλ courtes courtes Loi de Rayleigh-jeans : OK pour Loi de Rayleigh-jeans : OK pour λλ longues longues
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Longueur d'onde (nm)
I (U
.A.)
Loi de Rayleigh-Jeans
Loi de Wien
valeurs experimentales
0,00
0,01
0,01
0,02
0,02
0,03
0,03
0,04
0,04
0,05
0,05
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Longueur d'onde (nm)
I (U
.A.)
Loi de Rayleigh-Jeans
Loi de Wien
valeurs experimentales
« Catastrophe UV »
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
La loi de PlanckLa loi de PlanckRévolution : Planck introduit le Révolution : Planck introduit le
principe des « quanta » ! :principe des « quanta » ! :
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Longueur d'onde (nm)
I (U
.A.)
Loi de Planck
Loi de Rayleigh-Jeans
Loi de Wien
valeurs experimentales
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Loi de déplacement de WienLoi de déplacement de Wien
λλmaxmax.T = Constante = 2898 .T = Constante = 2898 ~ 3000~ 3000
Avec T = temperature, Avec T = temperature, en Kelvins en Kelvins
(Rappel (Rappel :: T(°C) = T(K)-273.15T(°C) = T(K)-273.15))))
Et Et λλmaxmax = longueur d’onde correspondant au max. de la courbe = longueur d’onde correspondant au max. de la courbe
Ex : T=2500 K donne Ex : T=2500 K donne λλmaxmax = 2898/2500 = 1.16 µm = 2898/2500 = 1.16 µm
![Page 14: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/14.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Courbes Corps NoirCourbes Corps Noir
-1000 1000 3000 5000 7000 9000 11000 13000 15000
Longueur d'onde (nm)
I (U
.A.)
2500 K
1000 K
300 K
![Page 15: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/15.jpg)
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Courbes Corps NoirCourbes Corps Noir
![Page 16: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/16.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
T=6000 K (soleil) T=10000 K
T=3400 KT=1600 K
Emission du corps noir à différentes températures (normalisée)
![Page 17: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/17.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Les sources thermiquesLes sources thermiques
La lampe à incandescence
![Page 18: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/18.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Les sources thermiquesLes sources thermiquesAmpoules classiques sous vide : on chauffe un filament de tungstène
(W)sous vide jusqu'à environ 2500 K (on ne peut pas chauffer beaucoup plus car le tungstène fond).
max = 1,14 microns.durée de vie = 1000 heures environ
![Page 19: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/19.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Les sources thermiquesLes sources thermiquesAmpoules à atmosphère :
On place le filament de tungstène non plus sous vide mais dans une atmosphère de krypton (ou de mélange azote – argon) qui permet de réduire la vitesse d’évaporation du tungstène.
Durée de vie de l’ampoule plus longueOU durée de vie = 1000 h mais à plus haute Temperature (2830 K) : soit max = 1 micron
![Page 20: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/20.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
CaractéristiquesCaractéristiques Emission isotrope (4 pi stéradians)Emission isotrope (4 pi stéradians) Emission incohérente (pas de relation de phase)Emission incohérente (pas de relation de phase) Emission polychromatique (grande largeur Emission polychromatique (grande largeur
spectrale)spectrale)
Les sources thermiquesLes sources thermiques
![Page 21: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/21.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
I . Les principes de base du laserI . Les principes de base du laser
A. Les sources de Lumière
Introduction
B. Les caracteristiques du rayonnement laserC. Principe général de fonctionnement
D. Equations et saturation
1. Sources thermiques
2. Sources « luminescentes »
3. Lasers
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Emission « atomique » Emission « atomique » Les caractéristiques du rayonnement ne Les caractéristiques du rayonnement ne
peuvent être comprises qu’en descendant à peuvent être comprises qu’en descendant à l’échelle de l’atome !l’échelle de l’atome !
Les sources luminescentesLes sources luminescentes
![Page 23: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/23.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
PrincipePrincipeModèle de l’atome de BohrModèle de l’atome de Bohr
Énergie
E0
E1
E2
E3
En
…
![Page 24: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/24.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
Absorption/ÉmissionAbsorption/Émission
Passage entre les niveaux Passage entre les niveaux d’énergie par d’énergie par absorption/émission absorption/émission de lumièrede lumière : :
Temps caractéristique = durée de vie du niveau =
![Page 25: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/25.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
AbsorptionAbsorption
E
Ef
Ee
h
E
Ef
Ee
Etat « excité »
Etat « fondamental »
Excitation peut provenir
•de l’absorption de photons (ci contre)
•De chocs avec les électrons (excitation électrique)
![Page 26: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/26.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
ÉmissionÉmission
E
Ef
Ee
h
E
Ef
Ee
Etat « excité »
Etat « fondamental »
L’énergie du photon émis par luminescence entre les deux niveaux
d’énergie E1 et E2 est hυ = E2 – E1 = ΔE•Où ΔE est la valeur du « saut » d'énergie (en
joules)
• υ est la fréquence de l'onde émise (en hertz), sa longueur d'onde vaut alors λ = c / υ
•h est la constante de Planck et vaut 6,64 10 -34 J.s
![Page 27: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/27.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
ÉmissionÉmission
Plusieurs fréquences peuvent être émises car il existe de nombreux niveaux !!!
![Page 28: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/28.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
ApplicationsApplicationsLes Lampes à décharge
Excitation électrique
Exemple : le néon (Ne) émet essentiellement dans
le rouge
![Page 29: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/29.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
ApplicationsApplicationsLes Lampes à décharge
Excitation électrique
Exemple : le Sodium (Na) émet essentiellement dans le jaune-
orangé
Haute Pression
Basse Pression
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
ApplicationsApplicationsLes Lampes à décharge
Excitation électrique
Exemple : le Mercure (Hg) émet essentiellement dans le blanc bleuté
À basse pression :
+ d’UV
Médecine, bronzage, « lumière noire »
![Page 31: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/31.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
ApplicationsApplicationsLes lampes à fluorescence
Excitation lumineuse
Le « tube fluorescent »
![Page 32: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/32.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
ApplicationsApplicationsLe « tube fluorescent »
Sans poudre fluorescente
![Page 33: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/33.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
CaractéristiquesCaractéristiques Emission isotrope (4 pi stéradians)Emission isotrope (4 pi stéradians) Emission incohérente (pas de relation de phase)Emission incohérente (pas de relation de phase) Emission polychromatique (grande largeur Emission polychromatique (grande largeur
spectrale) ou quasi – monochromatique (raies)spectrale) ou quasi – monochromatique (raies)
Les sources luminescentesLes sources luminescentes
![Page 34: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/34.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
I . Les principes de base du laserI . Les principes de base du laser
A. Les sources de Lumière
Introduction
B. Les caracteristiques du rayonnement laserC. Principe général de fonctionnement
D. Equations et saturation
1. Sources thermiques
2. Sources « luminescentes »
3. Lasers
![Page 35: Les LASERS et leurs applications Sébastien FORGET Maître de conférences Laboratoire de Physique des Lasers Université Paris-Nord](https://reader034.vdocuments.site/reader034/viewer/2022051014/551d9d8c497959293b8c1c37/html5/thumbnails/35.jpg)
Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
CaractéristiquesCaractéristiques Emission directionnelleEmission directionnelle Emission cohérente (relation de phase)Emission cohérente (relation de phase) Emission quasi – monochromatiqueEmission quasi – monochromatique
Les LasersLes Lasers
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Sébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSébastien Forget/Laboratoire de Physique des Lasers / Université Paris NordSéance 1
I . Les principes de base du laserI . Les principes de base du laser
A. Les sources de Lumière
Introduction
B. Les caracteristiques du rayonnement laserC. Principe général de fonctionnement
D. Equations et saturation
1. Sources thermiques
2. Sources « luminescentes »
3. Lasers
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DirectivitéDirectivité
Laser = Laser = concentré spatial de lumièreconcentré spatial de lumièreDivergence faible (mais non nulle)Divergence faible (mais non nulle)Densité de puissance élevéeDensité de puissance élevéePossibilité de focaliser sur de très Possibilité de focaliser sur de très
petites surfaces ( environ lambda²)petites surfaces ( environ lambda²)
→ → Conséquence de cette concentration dans l’espaceConséquence de cette concentration dans l’espace : : Densités de Puissance énormes !
Ordre de grandeur : laser 10 W à λ = 500 nm (vert) : densité de puissance max (=Puissance/surface) = 10/(0,5.10-6)² = 4 GW/cm2
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MonochromaticitéMonochromaticité
Laser = Laser = concentré spectral de concentré spectral de lumièrelumière
Ou presque… (plus de détails plus tard !)Ou presque… (plus de détails plus tard !) Mais pas toujours…Mais pas toujours… Largeur de raie très faible : autour de 1 Largeur de raie très faible : autour de 1
MHzMHzDe plus, les ondes emises sont en phase entre elles : il est possible de faire des interférences
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PuissancePuissance
Pas forcement plus qu’une grosse Pas forcement plus qu’une grosse lampe (10 à 100 W en continu), mais lampe (10 à 100 W en continu), mais concentré spatialement et concentré spatialement et spectralementspectralement
Souvent aussi :Souvent aussi : concentré concentré temporellement (impulsions très temporellement (impulsions très courtes, ns à fs)courtes, ns à fs)
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RésuméRésumé
Ampoule classique
• Polychromatique
• Isotrope
• Incohérente
Laser
• Monochromatique
• Directive
• Cohérente
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Sécurité LaserSécurité Laser
Crucial en raison des spécificités du Crucial en raison des spécificités du laserlaser
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Sécurité LaserSécurité Laser
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La norme appliquée en Europe est la norme européenne NF EN 60825-1/A2 « sécurité des appareils à laser, classification des matériels, prescription et guide de l'utilisateur ». Cette norme est à la base des programmes de mise en application de la sécurité laser en industrie, médecine et en recherche.
La norme NF EN 60825-1/A2 pour la sécurité des appareils à laser fournit des informations sur le classement des lasers pour la sécurité, les calculs de sécurité laser, les mesures de contrôle des risques, des recommandations pour les responsables sécurité laser et pour les comités d'hygiène et sécurité des entreprises. Tous les produits laser vendus en Europe doivent répondre à cette norme et comporter le marquage CE.
Sécurité LaserSécurité Laser
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Les EMP représentent le niveau maximal de rayonnement laser auquel les personnes peuvent être exposées sans subir de dommage immédiat ou à long terme. Cette exposition maximale permise est établie à partir des valeurs limites de densité d'énergie ou de puissance surfacique à admettre au niveau de la cornée et de la peau. Ces valeurs ont été obtenues en extrapolant à l'homme, les résultats d'EMP obtenus sur des animaux.Ainsi, les niveaux d'EMP ont été calculés en fonction de la longueur d'onde du rayonnement, de la durée d'impulsion ou du temps d'exposition du tissu soumis au rayonnement (peau ou oeil) et de la dimension de l'image de l'objet sur la rétine. Dans le tableau, quelques niveaux EMP sont résumés.
Sécurité LaserSécurité Laser
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Pour l’oeil
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Pour la peau
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Les classes de laserLes classes de laser
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Lorsque l'on travaille sur un laser de classe supérieure à 1, il faut obligatoirement :Avoir la maitrise du faisceau laser, de la source au détecteur. C'est à dire :
•Que tout objet réfléchissant et partiellement réfléchissant doit être solidement fixé
•De connaître parfaitement son expérience et ainsi localiser parfaitement le trajet du faisceau laser lors de sa propagation. Cette connaissance permet en même temps de repérer les réflexions parasites et de les bloquer (En utilisant des bloqueurs absorbants et non réfléchissants).
•De bloquer le faisceau, il faut au maximum éviter les réflexions diffuses en utilisant par exemple un morceau de carton pour bloquer le faisceau laser puissant.
Que l'expérimentateur prennent ses précautions. C'est à dire :•Qu'il doit régler son expérience à faible puissance •Qu'il ne doit jamais mettre ses yeux dans l'axe de propagation des faisceaux laser•De toujours travailler nu de tout objet réflechissant tel qu'une montre, un bracelet, une alliance...•De toujours travailler dans une pièce minimalement éclairée pour ne jamais avoir sa pupille totalement ouverte.•Et bien sur de toujours porter ses lunettes de protection adaptées dès que le risque existe.
ESSENTIELESSENTIEL
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Les locauxLes locaux
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Les locauxLes locaux
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ExempleExemple
Laser CW Argon (lambda = 514 nm) Laser CW Argon (lambda = 514 nm) de puissance 1W et de diamètre 1 de puissance 1W et de diamètre 1 mmmm Classe du laser ?Classe du laser ? EMP pour l’œil ? Pour la peau ?EMP pour l’œil ? Pour la peau ? Est on en danger en regardant directement le Est on en danger en regardant directement le
faisceau ? Et pour un impact sur la peau ?faisceau ? Et pour un impact sur la peau ? On dispose de lunettes de densités optiques On dispose de lunettes de densités optiques
(DO) à 514 nm valant 3, 4 et 6. Lesquelles (DO) à 514 nm valant 3, 4 et 6. Lesquelles permettent de proteger les yeux ?permettent de proteger les yeux ?
(definition : T = 10(definition : T = 10-DO-DO))