2.

Principe de fonctionnement

Le principe du laser consiste à exciter les électrons d'un milieu, puis à y déclencher l'émission de photons en cascade sous forme de rayon.

Pour ce faire, le dispositif du laser consiste en un réservoir d'électrons (milieu fertile qui peut être solide, liquide ou gazeux) appelé milieu actif, associé à une source excitante qui élève les électrons à des niveaux d'énergie supérieurs. Cette excitation du milieu actif est appelée « pompage ».

Dans une seconde phase, de la lumière est injectée dans le milieu, provoquant des collisions entre électrons excités et photons. Lors de ces collisions, les électrons excités retournent à leur niveau d’énergie initial en émettant de nouveaux photons. Ce processus d’émission stimulée, d’origine quantique, produit l'amplification de la lumière. Deux miroirs situés aux extrémités du laser se réfléchissent les photons émis, la lumière se densifiant à chaque parcours. L’un des deux miroirs est semi-réfléchissant, ce qui permet à une fraction de la lumière d’être relâchée à chaque aller-retour.

La lumière laser doit sa cohérence au fait que les photons du milieu naissent sur le passage d'autres photons qui sont en phase avec eux dans leur déplacement. De plus, les photons obtenus par émission stimulée ont la même énergie et la même direction que les photons incidents, ce qui explique la pureté et la directivité du faisceau (les photons qui ne se déplacent pas dans l’axe des miroirs vont se perdre dans les parois opaques).

Dans le cas de lasers impulsionnels, il n’y a pas de miroir semi-réfléchissant : le laser est équipé d’un obturateur qui libère le faisceau lorsque l’on commande le tir. Entre deux impulsions, il faut un certain temps pour que le milieu actif soit convenablement pompé.