Cours d'optique Legrand : laser

[BlackJesus]

Bonjour;

Dans ma lonue journée de physique de nombreuse question resorte

Je n'ai pas compris dans son cours pourquoi un laser a 2 niveaux n'est pas possible, je pense compendre sans vraiment pouvoir bien l'expliquer du coup sa reste confus si quelqu'un pouvai m'éclaire ?

Merci d'avance

[P-A]

Salut !

Le principe d'un laser, c'est d'avoir une inversion de population, c'est-à-dire que la population du niveau excité doit être plus grande que la population du niveau fondamental.
Au départ, c'est le niveau fondamental qui a la population la plus importante.
Or, si tu pompes que le niveau fondamental (t'as que 2 niveaux, donc t'as pas le choix), la population du niveau excité augmente, mais pas aussi rapidement que le pompage le permet, car les atomes du niveau excités retournent au bout d'un certain moment à l'état fondamental... Tu auras donc au maximum (avec un pompage super performant) une égalité des populations (et non une inversion).

Si maintenant tu prends un laser à 3 niveaux, lors de la désexcitation, les atomes passent par un niveau intermédiaire, ils mettent donc plus de temps à revenir à l'état fondamental, et comme pendant ce gain de temps tu pompes toujours, la population du niveau excité augmente toujours aussi rapidement (la pompe est la même), mais le niveau fondamental se remplit moins rapidement (par les atomes qui se désexcitent), la différence de population entre le niveau excité et le niveau fondamental est plus important que dans l'hypothétique laser à 2 niveaux, et cette différence est telle que tu arriveras à avoir une inversion de population (population du niveau excité > population du niveau fondamental).


Capito ?

Le laser à 4 niveaux est celui le plus utilisé, car l'inversion de population est instantanée dès que le pompage est actif. (De plus il permet d'être accordable en fréquence, mais ça, c'est HS par rapport à ta question )

[BlackJesus]

Ok parfait c'est bien ce que j'avais en tête :

Du coup le laser a 4 niveaux c'est la même chose sauf qu'il est encore mieu parce qu y'a deux niveau entre le niveau excité et le fondamental ?

De plus toujours dans les lasers je n'ai pas très bien compris le schéma du poly page 13 explication possble ?

Merci d'avance

[P-A]

Ok parfait c'est bien ce que j'avais en tête :

Du coup le laser a 4 niveaux c'est la même chose sauf qu'il est encore mieu parce qu y'a deux niveau entre le niveau excité et le fondamental ?

C'est ça, la différence de population augmente beaucoup plus rapidement dû au temps de désexcitation allongé

De plus toujours dans les lasers je n'ai pas très bien compris le schéma du poly page 13 explication possble ?

Merci d'avance

Le schéma est à comprendre avec la formule du dessous.
Ton but, c'est qu'au bout d'un aller-retour, l'onde soit en phase avec l'onde initiale (pour ne pas modifier la longueur d'onde). Donc 2L (longueur d'un aller-retour) doit être égal à un multiple de la longueur d'onde nλ.
Le schéma bleu en dessous te donne les différentes possibilités : la moitié d'une longueur d'onde à un aller (l'autre moitié au retour, tu retombes bien sur tes pattes), ou une longueur d'onde par aller, etc...

[BlackJesus]

Merci beaucoup pour ces explication je vais potasser encore l'optique si j'ai d'autres questions je posterais !

[Gzloruiz]

Salut, j'aimerai bien savoir ou est-ce qu'on peut télécharger ces diapos du prof, dont tu en parle ?

[BlackJesus]

C'est sur ton compte étudiant personnelle que tu feras a la rentrée en faite les profs postent (pas tous) leurs cours qu'ils projettent en amphi donc tu ne peux pas trouver les diapos pour le moment patience donc ! ^^

[Gzloruiz]

Oh dommage moi qui voulait faire de la physique made in Legrand
c'est pas grave, je pense que je tiendrai d'ici la