THESE - Université Ferhat Abbas de Sétif

Introduction générale
Depuis sa création, le LASER à occupé une place de taille dans un vaste
domaine technologique allant de la recherche fondamentale à la recherche appliquée.
Un des enjeux importants est le contrôle de son émission, sa forme gaussienne, sa
propagation et sa détection. Cette caractérisation a connu déjà un parcourt
scientifique qui mérite d’être rappelé.
La réalisation du laser a vu le jour en 1960, mais cela a été le fruit d'un travail
qu’a commencé en 1887 avec la première cavité de Fabry pérot et jusqu'à son
apparition. On rappelle que le second point de départ était la découverte de l'émission
stimulée par Einstein en 1917. C'est ce processus qui est à la base du fonctionnement
du laser.
En effet, pour faire fonctionner un laser, on doit produire et entretenir un phénomène
d'émission stimulée et d'amplification lumineuse. Pour cela, il fallait d'abord trouver
le moyen de maintenir une majorité d'atomes à l'état excité grâce à un mécanisme de
" pompage " électrique, chimique ou optique. La technique du « pompage optique »,
élaborée pour la première fois en 1950, valut à Alfred Kastler le prix Nobel de
physique en 1966.
En effet, à partir de la date 1950, les trois éléments essentiels pour le fonctionnement
d'un laser (la cavité, l'émission stimulée et le système de pompage) sont tous réalisés.
Cela a conduit à la réalisation du premier maser en 1953 (acronyme de Microwave
Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Ce maser utilisait de l'ammoniac
et produisait un rayonnement monochromatique à une longueur d'onde de 1,25 cm.
Au cours des années qui suivirent, de nombreux autres masers furent fabriqués. Tous
fonctionnaient dans le domaine des micro-ondes, le pas vers le domaine de la lumière
visible et de ses courtes longueurs d'onde semblant infranchissable. Les
expérimentateurs de l'époque entrevoyaient déjà les possibilités d'un maser optique,
mais concevaient difficilement comment le construire.
Le premier laser optique a été conçu par Theodore Maiman en 1960. Maiman réussit à
produire le premier faisceau laser optique en déposant une couche d'aluminium
réfléchissant à chaque extrémité de la tige d'un barreau de rubis; la lumière
monochromatique ainsi piégée dans le milieu actif est amplifiée à chaque réflexion
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