laser

« CORRECTION Etude du Laser Erbium-YAG 1/ Emission stimulée. 1.1 Quelle est la longueur d’onde d’émission du laser ? A quel domaine correspondent les ondes électromagnétiques émises par ce laser ? λ = 2 940 nm> 800 nm, domaine IR 1.2 Faire un schéma simplifié des niveaux d’énergie mis en jeu et représenter la transition correspondant à l’ émission stimulée.

Calculer l’énergie des photons émis par le laser.

E = hc/ λ = 6,77.10 -20J = 0,42 eV 1.3 Quels sont les caractéristiques des photons émis pa r émission stimulée ? Comparer avec l’émission sponta née.

Les photons émis par émission stimulée ont la même fréquence et la même direction que les photons incidents.

Le faisceau d’un laser est donc monochromatique et trè s directif.

En comparaison l’émission spontanée se fait dans to utes les directions.

2/ Pompage 2.1 Expliquer l’intérêt du pompage.

Le pompage permet d’obtenir l’inversion de populati on nécessaire à l’émission stimulée.

C’est à dire une population d’atomes plus importante sur le niveau supérieur.

2.2 Calculer la différence d’énergie des niveaux mis en jeu lors du pompage avec la diode laser QCW.

λ = 962 nm E = hc/ λ = 2,07.10 -19J = 1,29 eV 2.3 Représenter sur votre schéma simplifié cette trans ition.

Est-ce un phénomène d’absorption ou d’ l’émission ? 3/ Amplification Comment est amplifié le faisceau dans la cavité las er ? Miroir semi réfléchissant + miroir 4/ Puissance du laser Le laser émet des impulsions avec une cadence de ti r de fréquence f = 10 Hz.

Chaque impulsion a une du rée τ = 200 µs et une énergie ∆E imp = 300mJ 4.1 Calculer le nombre de photons émis par impulsion.

∆E imp / E photon laser = 4,4.10 18 4.2 Calculer la puissance lumineuse d’émission d’une i mpulsion.

P = E / t = 0,3 / 200.10-6 = 1500 W 4.3 Calculer la puissance surfacique du laser en W.m -2.

Psurfacique = P/S avec S = P r 2 Psurfacique 1,9 x 10 9 W .

m -2 pompage Emission stimulée. »