Mode transvers [RESOLU]

[Kardajian]

Salut tout le monde !

On a eu un charmant cours sur les laser ce matin, et il y a une phrase que je n'arrive pas a comprendre

La voici "si un seul mode longitudinal est excité, et ce dans le premier mode transverses c'est ce qui assure la cohérence à fois temporelle et spatiale du faisceau laser"

Merci d'avance pour vos explication !

[Tomahawker]

Coucou tout le monde,

Je ne peux que plussoyer cette question, ne comprenant pas non plus cette histoire de modes.

Merci d'avance aux tuteurs <3

PS : Alexis, au départ j'ai cru lire "Merci de vos épilations"... Je crois qu'il serait bénéfique que je me couche tôt ce soir

[Jipé]

Bonsoir !

Ces notions sont assez difficiles à appréhender, je vais essayer de ne pas paraphraser mais je ne garantis rien...

Les modes longitudinaux sont liés au phénomène de résonance permettant d'amplifier le faisceau. Le but du laser est de produire des rayons lumineux ayant tous les mêmes caractéristiques, et notamment leur longueur d'onde, afin de créer une cohérence TEMPORELLE (tous les rayons arrivent en même temps et délivrent la même intensité lumineuse en même temps). Il faut donc utiliser UN SEUL mode longitudinal pour avoir UNE SEULE longueur d'onde.

D'autre part, il existe des modes transverse décrivant la "section" du faisceau laser... Ceux-ci décrivent en fait la cohérence SPATIALE du laser. Là encore, si on prend un mode transverse qui n'est pas le premier, le faisceau va partir en sucette (je conseille le mode "34" d'ailleurs ).
Il faut donc prendre le PREMIER mode transverse.

Ainsi, si on veut à la fois avoir une cohérence temporelle et spatiale du faisceau laser, il faut donc excité un seul mode longitudinal et ce dans le premier mode transverse.

Voilà, j'espère que comme ça ce sera plus clair

Bon courage pour vos révisions, reposez-vous aussi c'est important, il faut rester EFFICACE

Bonne soirée !

[Kardajian]

Ah okki je vois donc en fait ce sont les critères (spatio temporel) auquels il faut répondre pour que toutes nos ondes soient en phase et avoir une amplification du faisceau optimale c'est bien ça ?

Mercii beaucoup pour ta réponse !:mrgreen:

Bon courage à toi aussi et bonne soirée

[Tomahawker]

Merci beaucoup Jipé, ça devient beaucoup plus clair même si (et ça je pense que c'est normal) les modes, c'est drôlement abstrait comme concept

Par contre, je me permets de te poser une petite question :

Il faut donc utiliser UN SEUL mode longitudinal pour avoir UNE SEULE longueur d'onde.

Un mode longitudinal spécifique est-il propre à une longueur d'onde donnée ? Ou est-ce que la longueur d'onde dépend d'un paramètre autre et l'unicité de mode longitudinal est uniquement en rapport avec la cohérence temporelle ?

Pour le mode transverse, on peut pas faire plus clair en tout cas, merci bien !

Bonne soirée à toi !

[Kardajian]

Coucou Enzo

Je vais essayer de te répondre voir si j'ai compris.
Il me semble qu'il existe un nombre fini de modes longitudinaux pour une certaine cavité de longeur L. On va utiliser un certain filtre (spectrale ?) qui sera caractérisé par sa bande passante, de manère à selectionner un seul et unique mode longitudinal, de cette manière on aura un bon phénomène de raisonnance (résonnance excusez moi la fatigue me pousse a sortir des jeux de mot bidon ).

Donc je dirai que les modes longitudinaux dépendent de la longueur d'onde, la cavité et le filtre utilisé

A confirmer bien sur, bonne soirée !

[Tomahawker]

Coucou Enzo

Je vais essayer de te répondre voir si j'ai compris.
Il me semble qu'il existe un nombre fini de modes longitudinaux pour une certaine cavité de longeur L. On va utiliser un certain filtre (spectrale ?) qui sera caractérisé par sa bande passante, de manère à selectionner un seul et unique mode longitudinal, de cette manière on aura un bon phénomène de raisonnance (résonnance excusez moi la fatigue me pousse a sortir des jeux de mot bidon ).

Donc je dirai que les modes longitudinaux dépendent de la longueur d'onde, la cavité et le filtre utilisé

A confirmer bien sur, bonne soirée !

C'est très clair, merci beaucoup Alexis

Bien sûr, on attend la confirmation, mais je pense que (comme très souvent) tu as visé juste !

Bonne nuit

[Jipé]

Bonjour !

En effe, encore une fois Kardajian a vu juste : ce sont bien des critères décrivant le caractère spatio-temporel du faisceau laser.
Pour l'histtoire des modes longitudinaux, par contre, je me permets d'ajouter une petite nuance. En fait, si on veut obtenir un phénomène de résonance dans la cavité pour obtenir une amplification du faisceau, il faut utiliser des fréquences spécifiques telles que la longueur de la cavité soit un multiple de , je pense qu'en regardant les schémas du cours on comprend assez facilement pourquoi
Après je pense qu'il n'existe pas de limite dans les lodes longitudinaux, je ne crois donc pas qu'il soit judicieux de parler de nombre fini de modes longitudinaux. Ce n'est qu'un petit détail mais je préfère le préciser

Bonne journée à vous deux !

[Kardajian]

Okki je vois, merci beaucoup pour les explications et précisions !
En fait j'étais partie du fait que les modes allaient être à la fois limité d'une part par la longueur fixée de la cavité et d'autre part par la nature même de l'onde, du coup j'en arrivais à un nombre fini de mode, mais j'ai du faire une erreur de raisonnement quelque part

En tout cas merci !
Bonne journée a toi aussi

[Jipé]

En fait tu peux avoir autant de modes que tu veux du moment que tu choisis bien tes longueurs d'onde Après en pratique on ne prendra que quelques modes car les longueurs d'onde commenecent à devenir trop faibles et la fréquence trop grande.
De toute façon il faut se souvenir que l'on choisit la longueur de la cavité en fonction de la longueur d'onde et non l'inverse ! Donc ce n'est vraiment pas important, on est dan le domaine de grandes théories fumeuses

Bonne journée et à mardi à Valrose chers petits primants

[Kardajian]

Okki, merci pour tes précisions ! mais je pense que je vais m'en tenir à tes explications précédentes, ça devrait être suffisant dans l'optique du concours !

À Valrose dis tu? Je pourrai entier t'embeter en direct live alors ?
Bonne journée !

[Tomahawker]

Merci beaucoup de tes précisions Jipé ! (t'auras droit à des M&M's mardi mais chut c'est top secret)

A mardi !

P.S. : Alexis... dis moi que tu n'as pas fait ce jeu de mot optique. Sinon je vais pleurer toutes les larmes de mon corps, trop de cours partout là ! (mais je t'aime bien quand même)

[Pounia]

Bonjour, je squatte le post en espérant etre lue sinon je recréérai un topic, parce que je m'embrouille un peu au sujet de ces modes longitudinaux : Jipé tu viens de dire qu'il ne fallait qu'un mode longitudinal dans le premier mode transverse pour la cohérence, hors lorsqu'on définit notre intervalle w1-w2 , plusieurs vr sont compris dedans (surtout si vr est petit) et du coup plusieurs modes longitudinaux s'y touvent, et donc on a un effet laser en plusieurs points ! Mais petite perte de cohérence. Mais du coup ça reste un laser non ?
Donc laser => faut-il forcément un seul mode longitudinal (mais du coup en plus ça donnerait un vr énorme non ? .. je m'embrouille ) ou plusieurs ? ou bien ça n'a rien à voir et je dis n'importe quoi ? Aidez moi
En fait peut etre que quand tu dis un seul mode longitudinal tu sous entends une seule fréquence vr mais bien sur répétée plein de fois dans la cavité c'est ça ? Donc on dit "un seul" mais forcément y en a plusieurs même si c'est le même répété ... c'est ça ?

[Kardajian]

J'enlève le resolu pour que Jipé te fasse une belle réponse tutoresque

[Pounia]

Mercii Kard ! J'ai édité pour me faire mieux comprendre , le "un seul mode" m'embrouille j'aimerais qu'il éclaircisse ça ^^

[Jipé]

Bonjour !

Euh je vois pas trop ce que tu veux dire Pounia, désolé
Je vais réexpliquer :

Les modes longitudianux corrspondent aux différentes fréquences que l'on peut obtenir avec la cavité utilisée. Maintenant, l'intervalle en fréquence sur lequel le gain l'emporte sur les pertes permet de trouver pour quels modes longitudinaux ton effet laser est intéressant.

Mais n'oublie pas que pour obtenir un mode longitudinal, il faut déjà réussir à exciter les éléments dans ta cavité pour obtenir des radiations de la fréquence souhaitée ! Ton problème ici est que tu pense qu'il faut choisir la fréquence en fonction de la taille de la cavité... Mais pas du tout ! C'est le contraire, on trouve un matériau qui nous intéresse, on regarde la fréquence des radiations qu'il peut émettre et APRES on fabrique la cavité comme ça nous arrange

Autrement dit, les modes longitudinaux sont des caractéristiques de la CAVITE et non du faisceau laser ! Il faut se débrouiller pour que les fréquences des rayonnements émis par le milieu amplificateur correspondent à un ou plusieurs modes longitudinaux de la cavité, mais en fait on va plutôt chercher des cavités dont la longueur va permettre 'avoir des modes longitudinaux correspondant aux fréquences des rayonnements émis, c'est plus simple

Si tu veux avoir plusieurs modes longitudinaux il va falloir trouver un matériau qui a deux configurations permettant d'obtenir un effet laser, et il faut que ces deux tranitions correspondent toutes les deux exactement à deux modes longitudinaux impossible en pratique

Ce n'est pas facile de faire un laser

J'espère que ça répondra à ta question

Bonne journée !

[Pounia]

Ah oui merci effectivement je m'embrouille beaucoup, j'ai beaucoup de mal à saisir la notion de mode longitudinal .. Mais du coup, vr est la fréquence de l'onde ou bien la fréquence de résonance de la cavité? Elle est caractéristique du faisceau ou de la cavité elle ? Du faisceau hein ? Rassure moi :')

[Jipé]

Euh quand tu parles de tu parles de la fréquence fonfdamentale ?

[Pounia]

Euh, de la distance entre deux modes longitudinaux cella là vr = c/ 2L

[Jipé]

C'est une caractéristique de ta cavité !

En effet, si tu regardes bien le graphique où tu vois pour quels modes longitudinaux les gains sont supérieurs aux pertes, la fréquence est l'écart entre deux modes longitudinaux et donc entre deux barres rouges
Tu vois bien que si tu prends une fréquence de rayonnement , càd la première barre rouge, les pertes seront grandes et ce n'est pas intéressant... Donc il faut se débrouiller pour que la fréquence de l'émission laser soit un multiple de cette fréquence On veut donc avec un entier, et cette fréquence-là est carcactéristique du faisceau !

Voilà, n'hésite pas à demander des précisions