Partie 3

Les différents types de Laser, leurs applications

Les différents types de laser

Il existe un grand nombre de lasers différents, ayant chacun leurs caractéristiques propres. Le plus souvent, cette différence se fait par la nature du milieu d'émission, dont voici les principales variantes :

- Les lasers à gaz : le milieu est habituellement excité par une décharge électrique, mais le pompage peut aussi être optique. Ce milieu gazeux est constitué soit d'atomes, de molécules ou bien d'ions. Ces lasers sont d'une puissance variable, mais ont une directivité de faisceau exceptionnelle. Ils ont donc une grande précision.

Exemples : laser au CO₂, laser hélium néon... Un autre exemple connu de laser à gaz est le laser excimer est un laser à gaz dont le milieu est constitué de molécules diatomiques excitées. Il produit de petites impulsions très puissantes.

- Les lasers à solide : les lasers à solide utilisent des verres ou des cristaux comme milieu actif. Le milieu actif se présente sous forme d'une tige dont les extrémités sont parfaitement parallèles et ont été recouvertes d'un matériau réfléchissant. De tous les lasers, ce sont ceux qui fournissent la plus grande puissance. Ils fonctionnent généralement grâce à un pompage optique, qui est le plus souvent réalisé par un autre laser. Leur désavantage est la fragilité du milieu d'émission face aux fortes températures.

Exemples : laser à rubis, laser au néodyme... Le laser YAG (composé solide Y₃AL₅O₁₂) est un laser produisant un rayonnement infrarouge à partir d'impuretés de néodyme dans le milieu d'émission.

Tiges de milieu actif pour lasers à solide

- Les lasers à liquide (ou lasers à colorant) : un colorant organique est pompé optiquement pour produire un rayonnement laser. Ce type de laser est peu pratique à cause de la forme liquide du milieu d'émission. Cependant, ils peuvent produire un rayonnement puissant par impulsions.

Notons qu'en plus du milieu, les différences entre les types de lasers peuvent aussi être liées à leur mécanisme de pompage (qui est bien souvent déterminé par le milieu laser utilisé). Ainsi, les lasers chimiques, utilisant une réaction chimique pour produire des molécules excitées, permettent d'obtenir une grande puissance de rayonnement.

Applications du laser

Le laser est une invention qui a révolutionné notre quotidien. Il est présent dans de très nombreux domaines :

Dans la médecine : ce secteur d'application est l'un des plus importants et il est en constant essor. Il utilise les propriétés de directivité, de monochromaticité et de cohérence du faisceau laser pour arriver à ses fins. Ce domaine d'application est très complexe, car tous les tissus ne répondent pas de la même façon. Par exemple, le laser excimer est utilisé pour corriger des défauts de la vue comme la myopie, en faisant l'ablation de couches très fines de la cornée.

Dans l'industrie : la très grande intensité du faisceau laser est souvent utilisée en industrie pour effecteur des soudures. Lorsqu'une grande énergie est concentrée sur une petite surface, il est possible de faire fondre les métaux et ainsi de souder des pièces ensemble. On exploite aussi l'intensité des lasers pour percer les matières les plus dures, comme le diamant, et pour polir des surfaces rugueuses. De plus, grâce à la directivité du faisceau laser, il est possible d'effectuer des découpages de très haute précision.

Dans l'armement : cette utilisation du laser est en projet depuis longtemps mais elle reste encore assez expérimentale. Récemment, l'armée américaine a mis au point un laser chimique capable de détruire des missiles longue portée en plein vol. Ce laser est installé au sol ou dans le nez d'un avion et permet de constituer une sorte de « bouclier » aérien.

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