v2.2.9 (2287)

Cours - 6N-069-PHO : Lasers

Domaine > Photonique.

Descriptif

 

Ce cours donne les grands principes de fonctionnement des lasers. Il est basé sur les équations de débits gérant les populations des niveaux dans un milieu laser. Les oscillateurs et les amplificateurs laser sont abordés en régime de fonctionnement continu et en régime impulsionnel. Les faisceaux gaussiens et la stabilité des cavités sont traitées grâce à l'utilisation des matrices de transfert paraxiales. Les propriétés générales du rayonnement laser sont exposées ainsi que leurs conséquences concernant la sécurité laser.

 

 

Objectifs pédagogiques

Le cours est conçu pour donner une grille de lecture permettant de s'orienter dans le monde des lasers : une bonne connaissance des principes physiques et des points de repère technologiques. A la fin du cours, les élèves doivent être capables de concevoir des cavités laser de comprendre une fiche de spécification d'un laser, de lire un schémas optique comprenant des systèmes laser et de faire de la veille sur les sources laser.

 

 

nombre d'heure en présentiel

34.5

Volume horaire par type d'activité pédagogique : types d'activité

  • Examen : 3
  • Tutorat : 3
  • Travaux dirigés : 9
  • Cours magistral : 19.5

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Vos modalités d'acquisition :

Examen écrit

Tout document

Calculatrice autorisée

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil)

    Le coefficient de l'UE est : 30

    Programme détaillé

     

    I  - ATOMES ET PHOTONS

                  1)   Absorption, émission spontanée, émission stimulée

                  2)   Elargissement spectral : formes de raie

                  3)   Sections efficaces

                  4)   Équations de débit, systèmes à 2, 3 et 4 niveaux

    Application : Laser à saphir dopé au titane

     

    II  - AMPLIFICATION OPTIQUE

                  1)   Intensité en sortie d’un milieu amplificateur

                  2)   Etude du gain en fonction de la fréquence

    Application : Amplificateur dopé à l’erbium

                 

    III -  L'OSCILLATEUR LASER

                  1)    Conditions d'oscillation

                  2)    Intensité en sortie d'oscillateur

                  3)    Cas des cavités linéaires

                  4)    Spectre de l'oscillateur laser

    Applications : Gain et pertes d’un oscillateur laser, Etude d’un laser Nd :YAG

    IV -  LASERS IMPULSIONNELS

                  1)    Régimes transitoires, régime déclenché

                  2)    Synchronisation des modes en phase

    Application : caractérisation d’un laser déclenché

    V  - OPTIQUE DES LASERS

                  1)    L’onde sphérico-gaussienne, matrices ABCD et loi ABCD

                  2)    Cavités stables

                  4)    Modes d'ordre supérieurs

    Applications : études de différentes cavités laser : plan-concave, anneau, cavité en Z

    VI  -  SECURITE LASER

     

     

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