Salut !
Je vais essayer d'être clair, parce que c'est un peu délicat cette partie...
Il y a 2 modes qui caractérisent l'effet laser : longitudinal, et transversal ; je vais expliquer les 2, parce que comprendre l'un sans l'autre, c'est pas franchement utile (et ça servira sûrement à d'autres).
Les modes longitudinaux sont comparées à la vibration d'une corde fixée à ses 2 extrémités
(cf. poly sur les ondes qui sera fait en fin de semestre, pas de panique les primants, ce n'est pas nécessaire pour comprendre cette partie, c'est juste pour approfondir, vu que vous le ferez en fin d'année, ce n'est pas non plus du temps perdu). Ce sont toutes les longueurs d'ondes possibles pour ton rayonnement laser. Dans une cavité, il y a une infinité de longueurs d'onde possible, mais ton but est d'amplifier tes rayonnements (d'où la cavité résonante), et non qu'ils se détruisent. Pour que tes rayonnements ne se détruisent pas, il faut qu'ils soient de nouveaux en phase après un aller-retour, c'est-à-dire qu'ils soient nuls tous les 2 après un aller-retour. Du coup, comme ta cavité à une longueur fixée, tu n'as plus autant de longueur d'onde que tu veux, mais que certaines valeurs discrètes (d'où 2L = nλ).
Les modes longitudinaux définissent donc les longueurs d'onde (donc les fréquences, et donc les énergies) de ton rayonnement laser. Les modes transverses ne peuvent pas être comparés à la vibration d'une corde (super, donc en gros, on s'en fout
). Ces modes s'expliquent par le phénomène de diffraction, c'est ce qui va définir la forme de la tâche lumineuse (voire la trace de brulé ; n'oublie pas que ton rayonnement est énergétique, selon la fréquence, il peut brûler ; cf. les traitements de la rétine ou autre) faite par le laser sur un écran. Les formules de diffraction sont données, j'ai pas grand chose à dire dessus, par contre, je sais que le professeur Legrand passe rapidement sur le schéma suivant :
Ici, M. Legrand a pris l'exemple du mode transverse
cylindrique. Les chiffres en dessous de chaque tâche sont à comprendre ainsi :
- Le 1er indique le nombre de barrière (trait noir) circulaire
- Le 2nd indique le nombre de barrière rectiligne
Donc pour le 1er, aucune barrière, la diffraction est faible, on observe une cohérence spatiale (un point et pas 10 000), ce qui traduit la directivité du laser.
Celui en haut à droite (30), il a 3 barrières circulaires, et 0 rectiligne : 3 cercles noirs sont observés dans la tâche.
Celui tout en bas à droite (34), il y a " barrières circulaires et 4 rectilignes : 3 cercles noirs et 4 traits noirs, la tâche est divisée en 32 "sous-tâches"
Le mode 01* est un peu particulier...
M. Legrand ne vous a par contre pas écrit qu'il existait d'autre modes transverses, comme le mode transverse rectiligne :
Si ça intéresse quelqu'un, je peux toujours l'expliquer, mais déjà l'exemple du dessus est juste illustratif, alors celui-là est encore moins à comprendre
Les modes transverses définissent donc les différentes répartitions spatiales possibles de l'intensité de ton rayonnement, en gros, les tâches que tu va observer ! J'espère que cette partie est déjà plus claire
Pour ce qui est de la représentation graphique des modes longitudinaux possibles (diapo 14), tous les traits verticaux sont les modes longitudinaux possibles (cf. plus haut). Mais ta condition d'oscillation étant 2gl > η, seules certains modes sont possibles, lorsque ta courbe (forme de -x²) est au-dessus de η. Les autres modes longitudinaux ne sont pas possibles, car les pertes dues à l'absorption dans la cavité sont trop importantes
Bonne soirée, et si t'as d'autres questions, n'hésitent pas !
