Les lasers ont maintenant 50 ans : le premier laser a fonctionné aux Etats-Unis en mai 1960. Il émettait des impulsions de lumière rouge prenant naissance au sein d’un petit barreau de rubis. Il tenait dans le creux d’une main (photo 1).
Depuis, les lasers ont envahi notre vie quotidienne et il en est de toutes
sortes, mais leur principe est toujours le même. De l’énergie
est fournie à un milieu - on dit que celui-ci est « pompé
» - de façon à en faire un amplificateur de lumière
; en le plaçant dans une cavité optique, par exemple deux
miroirs se faisant face, on obtient un oscillateur qui produit de la lumière
: c’est ce qu’on appelle l’effet laser. Cet effet est
l’analogue optique de l’effet Larsen qui se produit parfois
de façon désagréable dans le domaine acoustique.
Selon la nature du milieu amplificateur, on a un laser solide comme dans
le laser à rubis, à liquide comme dans les lasers colorants,
ou à gaz comme dans le hélium-néon (photo 2). Depuis
une vingtaine d’années, les lasers à semi-conducteurs
sont les plus répandus : ils sont à la fois économiques,
compacts et robustes.
Dans tous les cas, le faisceau laser se distingue par ses propriétés
de cohérence. Grâce à sa cohérence spatiale,
il peut se propager sur une grande distance sans diverger notablement
(photo 3). Et sa cohérence temporelle lui donne dans le visible
sa belle couleur d’onde monochromatique. Ce sont ces propriétés
qui sont utilisées dans de nombreuses applications.
On trouve des lasers pour les mesures précises de position ou de
vitesse, que ce soit la distance Terre-Lune ou celle d’un véhicule
en mouvement (photo 4), ou pour détecter les déformations
de l’espace induites par le passage d’ondes gravitationnelles.
Les lasers permettent de découper, usiner ou souder des matériaux
variés. Ils lisent les informations inscrites dans les codes-barres,
les CD ou les DVD (photo 5).
Par l’intermédiaire des réseaux de fibres optiques qui se développent rapidement, ils transmettent de plus en plus d’informations à travers le monde (photo 6).
Grâce à leurs propriétés exceptionnelles de
cohérence, les lasers n’ont pas fini de nous étonner.