Pourquoi un laser est-il si puissant ?
Les lasers sont une forme unique d'émission lumineuse qui a acquis la réputation d'améliorer les technologies de pointe à travers des expériences scientifiques. Mais qu'est-ce qu'un laser, et pourquoi la lumière laser est-elle si beaucoup plus puissante que la lumière incandescente conventionnelle ?
Caractéristiques
Le mot laser a commencé comme un acronyme signifiant Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplification de la lumière par émission stimulée de radiation). Les lasers émettent un faisceau concentré et cohérent d'ondes lumineuses synchronisées qui voyagent dans un faisceau serré et condensé sans niveau significatif de diffusion ou de détérioration sur des distances bien plus longues que la lumière conventionnelle n'en est capable. La capacité de la lumière laser à rester dans un motif condensé et régulier est due à la synchronisation de ses photons, qui sont tous émis à la même longueur d'onde et en phase. Un autre terme pour un laser est un maser optique.
Fonctionnement
La lumière laser est créée par la stimulation d'une substance jusqu'à ce que ses atomes soient envoyés dans un état d'énergie élevé. Cela est accompli par le bombardement de photons de sorte que les atomes de la substance absorbent continuellement des photons et les émettent ensuite dans une longueur d'onde précise selon la différence d'énergie entre les états d'énergie haut et bas de l'atome. Lorsque plus d'atomes de la substance ont été élevés à des états d'énergie élevés que leurs homologues à basse énergie, une population inversée est créée dans laquelle les atomes énergisés émettent un flux constant de photons synchronisés aussi longtemps qu'ils continuent d'être bombardés.
Types
Les lasers varient en taille, depuis les petits faisceaux encapsulés dans des émetteurs de la taille d'un stylo jusqu'aux très grands lasers qui peuvent occuper une pièce entière. La substance utilisée pour créer la lumière laser peut varier, allant des baguettes de rubis, utilisées dans les premiers lasers, à divers liquides ou gaz contenus dans la chambre résonnante du laser. La substance utilisée pour provoquer les émissions laser est directement liée à la couleur du laser.
Importance
La lumière émise par un laser est essentiellement un groupe hautement concentré de photons qui voyagent à la vitesse et dans la direction exactes. En raison de cette concentration et de cette cohérence, le faisceau fortement focalisé est utile pour le chauffage, la coupe, la télémétrie, les communications et le ciblage, pour n'en citer que quelques applications. Plus récemment, les lasers ont été mis en œuvre dans de nombreuses opérations chirurgicales, permettant des chirurgies sans sang, l'utilisation en chirurgie oculaire et des applications dentaires.
Théories/Spéculations
La focalisation extrême de la lumière laser a permis de spéculer sur une grande variété de ses utilisations potentielles, la plus importante étant peut-être l'armement laser. Bien que les armes laser ne soient pas encore courantes, l'armée américaine a développé des lasers dans l'intention de les utiliser pour intercepter des missiles balistiques intercontinentaux (ICBM) en cas d'assaut nucléaire. En raison de la cécité instantanée et permanente que causent tous les lasers, sauf les moins puissants, lorsqu'ils sont dirigés dans l'œil humain, l'utilisation de lasers comme arme non létale a également été envisagée, mais les implications morales d'une telle utilisation ont jusqu'à présent empêché l'idée d'être mise en œuvre sur le champ de bataille.