 Rubis |
 Grenat |
 Quartz |
 Silicium polycristallin |
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 | L'un des premiers lasers : le LASER à rubis |
Le fonctionnement d'un LASER Un LASER est composé de 4 organes principaux :1 - Le milieu actif du LASER : il est composé des atomes que l'on va venir exciter (ou pomper). Ce milieu peut être solide (un cristal ...), liquide ou gazeux. 2 - Une source de pompage : elle permet d'exciter les atomes du milieu actif en injectant de l'énergie. Cette source peut être d'origine électrique ou lumineuse (un autre LASER par ex). 3 - Un miroir qui réfléchit tous les photons incidents. 4 - Un miroir semi-réfléchissant qui laisse passer entre 1% et 10% des photons incidents et réfléchit le reste du rayonnement. Les lasers solides (dit cristallins) peuvent fournir des puissances de l'ordre du kW en régime continu et des pics de puissance avoisinant le GW en régime pulsé. Voici les 2 types de lasers les plus courants : - Les lasers Nd-YaG. Le milieu actif est un solide, plus précisément un cristal de grenat d'yttrium aluminium dopé au néodyme (neodymium-doped yttrium aluminium garnet). La source de pompage est en général une lampe flash (un stroboscope) fournissant des flashs lumineux puissants au milieu actif pour exciter les atomes. Le rayon obtenu se situe à 1065 nanomètres (infra-rouge), il n'est donc pas visible à l'œil nu (spectre visible entre 400 et 700 nanomètres). La puissance maximale est d'environ 5kW en régime continu et 25kW en régime pulsé. Le gros avantage de ce LASER est que le rayon laser produit peut être très facilement transportable dans des fibres optiques à cause de sa longueur d'onde. Il sont utilisés en ophtalmologie, en médecine esthétique, en gravure, découpe, soudure et perçage. La fréquence de l'onde lumineuse peut également être doublée pour fournir un rayon laser dans le spectre visible de couleur verte (532 nanomètres). - Les lasers CO2. Le milieu actif est en général un mélange de différents gaz (dioxyde de carbone, azote, hydrogène et hélium). Ces lasers peuvent fournir de grosses puissances (plusieurs centaines de kW et jusqu'à 1GW avec des systèmes amplificateurs) et sont très utilisés dans les techniques de marquage et gravure mais également en découpe, en soudure et en chirurgie plastique. Les lasers CO2 fournissent un rayon ayant une longueur d'onde de 10,6 micromètres (milieu infra-rouge): le rayon n'est donc pas visible à l'œil nu. |
 | Des satellites pour produire de l'énergie dans l'espace (source Le Figaro) Capter l'énergie solaire dans l'espace et la transmettre à la Terre par LASER infrarouge : tel est le projet ambitieux qu'Astrium, la filiale spatiale d'EADS, espère concrétiser à l'horizon 2020. «Nous recherchons des partenaires pour mettre au point un démonstrateur d'une puissance de 20 à 50 kW capable de fournir une source d'énergie propre et inépuisable, poursuit-il. À terme, il sera possible d'alimenter en électricité solaire des bateaux, des zones isolées ou sinistrées, comme c'est le cas en ce moment en Haïti, mais aussi desavions ou des stations fixes au sol.» «Outre l'amélioration de l'efficacité du transfert d'énergie par LASER, l'essentiel de ce qu'il reste à développer dans les prochaines années concerne les équipements de réception au sol», confie M. Lainé. Mais les travaux menés par Astrium en collaboration avec l'université britannique de Surrey ont donné des résultats encourageants : le rendement énergétique de la réception du faisceau, mesuré sur des diodes, peut atteindre 80 %, un niveau exceptionnellement élevé. « C'est la seule solution à long terme. Dans un système fermé comme la Terre, la seule source d'énergie c'est l'extérieur, c'est le soleil», souligne Astrium. |
 | Un LASER solaire pour la production d'hydrogène Le Tokyo Institute of Technology (TIT) a mis en place un modèle expérimental de LASER à pompage solaire. Le dispositif est composé d'une lentille de Fresnel de 2 m² pour concentrer le rayon lumineux vers une cavité optique constituée par un cristal de céramique. L'appareil a été réalisé de manière à pouvoir suivre la trajectoire du soleil au cours d'une journée. D'après des calculs, la cavité peut générer un rayon laser allant jusqu'à une puissance de 400 W. Le modèle expérimental possède trois ensembles lentille+cristal. Le cristal utilisé est un grenat d'yttrium et d'aluminium plus communément appelé YAG, dopé au chrome. |
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