Depuis leur apparition dans les années 1960, les lasers se sont multipliés dans les domaines de la science, l'industrie, du commerce, des loisirs et de la médecine.
Le laser est une source de lumière possédant des propriétés bien particulières qui le distinguent des sources lumineuses habituelles, comme le soleil ou les lampes ordinaires. Ces dernières émettent une lumière très divergente, c'est-à-dire d'intensité pratiquement identique dans toutes les directions, qui se compose de nombreuses longueurs d'onde (couleurs) différentes dont la somme donne la couleur caractéristique de la lampe. Au contraire, le rayonnement laser se caractérise par une bande de longueur d'onde très étroite, au point que l'on parle de lumière monochromatique. En outre, les lasers peuvent émettre un faisceau extrêmement fin, qui diverge très peu. Cela signifie que le faisceau est très directionnel et que, lorsqu'il est dirigé sur une surface, même éloignée de plusieurs centaines de mètres, il apparaît comme une petite tache.
La couleur émise par le laser est intrinsèque au matériau utilisé comme milieu amplificateur. Plusieurs types de matériaux (solides, liquides et gazeux) peuvent être utilisé, ce qui permet de couvrir une partie importante du spectre électromagnétique de l'infra-rouge aux rayons UV et X, en passant par la lumière visible (du rouge au bleu).
De plus, la lumière laser possède un propritété importante que l'on appelle la cohérence. En termes simples, la cohérence signifie que les rayon lumineux sont émis en phase tel un régiment militaire marchant au pas. Cette propriété est très importante dans plusieurs applications.
Pour une démonstration interactive sur le principe de fonctionnement d'un laser, vous êtes invités à consulter le site Physics 2000 de l'Université du Colorado (en anglais).
Les lasers impliqués dans les travaux d'Axis Photonique Inc. sont conçus pour produire des impulsions de lumière extrêmement brèves. Ces lasers existent depuis le début des années 90 et sont basés sur une technique appelée Chirped Pulse Amplification ou en français: amplification par dérive de fréquences.
Cette technique permet d'obtenir des impulsions femtoseconde qui possèdent des puissances instantanées de l'ordre du Térawatt. Le tableau suivant contient les caractéristiques typiques des lasers CPA.
| Cadence (impulsions / seconde) |
<0.03 | 10 | 1000 |
|---|---|---|---|
| Énergie par impulsion | 0.5-10 J | 50-500 mJ | 0.1-1 mJ |
| Durée d'impulsion | 300 fs - 1 ps | 100-500 fs | 50-200 fs |
| Puissance crête | 0.5- 50 TW | 0.1-5 TW | 0.5-20 GW |
Une caméra à balayage de fente est un appareil utilisé pour mesurer la dépendance temporelle de faibles signaux lumineux extrêmement brefs. Sa composante principale est un tube à optiques électroniques comprenant:
Une image tridimentionelle est obtenue pour chaque impulsion lumineuse incidente sur l'appareil de mesure. L'intensité en chaque point de l'image correspond à l'intensité du signal incident alors que les axes horizontal et vertical correspondent respectivement à la position le long de la fente d'entrée et au temps.
En utilisant un spectromètre pour disperser les différentes longueurs d'onde, on peut remplacer la dimension spatiale par une dimension spectrale.
