laser

[invitec35bc9ea]

bonsoir,
j'ai qq questions sur les lasers. j'espere que vous pourrez m'eclairer.
y a-t-il des sources laser, qu'on pourrait moduler pour avoir des longueurs d'onde differentes? et pour la puissance?
quelle precision peut avoir une telemetrie laser si on mesure à une distance de 300mm?
comment peut on mesurer une distance avec un laser? ce qui me vient à l'esprit c'est d'emettre le rayon laser qui se reflechira sur la surface en question et on mesure la durée qu'in a mis à parcourir l'aller/retour. mais qqchose me derange dans cette methode: si la surface n'est pas prependiculaire au rayon, la reflexion se ferait dans une direction differente et ne reviendrait pas à la source. de plus avec une surface rugueuse, il y aura de la diffusion. qu'en est-il vraiment?

la lumiere de facon generale reagissant differemment selon la couleur de la surface, je me demandais s'il n'etait pas possible d'avoir une informatio sur la couleur en plus de la distance?

merci
-----

[invitea3fc981a]

Bonjour,

y a-t-il des sources laser, qu'on pourrait moduler pour avoir des longueurs d'onde differentes? et pour la puissance?

La plupart des milieux où siège un effet LASER n'émettent pas qu'à une seule longueur d'onde, mais bien à plusieurs. En effet, l'excitation du milieu à gain va favoriser l'inversion de population pour un niveau d'énergie donné (appelons-le E1, le niveau fondamental étant E0), mais statistiquement, d'autres niveaux peuvent également entrer en jeu et générer une émission stimulée (E2->E1 ou E2->E0). Ceci amène d'autres longueurs d'onde que la fondamentale à être présentes dans le spectre, bien que de manière infime. Sans compter l'émission spontanée qui se fait également toujours. Bien sûr ces longueurs d'ondes "indésirables" peuvent être éliminées par des filtres.

Si tu souhaites générer plusieurs longueurs d'onde volontairement et avec une bonne puissance, c'est plus compliqué. J'ai trouvé cette publi qui a l'air intéressante, malheureusement je n'y ai aps accès :
http://www.edpsciences.org/articles/...piv4119090.pdf

comment peut on mesurer une distance avec un laser? ce qui me vient à l'esprit c'est d'emettre le rayon laser qui se reflechira sur la surface en question et on mesure la durée qu'in a mis à parcourir l'aller/retour. mais qqchose me derange dans cette methode: si la surface n'est pas prependiculaire au rayon, la reflexion se ferait dans une direction differente et ne reviendrait pas à la source. de plus avec une surface rugueuse, il y aura de la diffusion. qu'en est-il vraiment?

Effectivement le temps d'aller-retour est un moyen très précis de déduire la distance à un objet. c'est la méthode utilisée pour déterminer très précisément la distance Terre-Lune, plusieurs miroirs ayant été déposés à cet effet sur la Lune par des missions Apollo (USA) et Lunokhods (Russie).
Dans le cas d'une surface rugueuse, tu risques de récolter beaucoup moins de photons, le tout est d'avoir un très bon détecteur (et un laser très puissant). Mais dans le principe, les photons qui reviendront vers ton détecteur auront bien effectué un aller-retour, te permettant de mesurer la distance.

la lumiere de facon generale reagissant differemment selon la couleur de la surface, je me demandais s'il n'etait pas possible d'avoir une informatio sur la couleur en plus de la distance?

Cela paraît difficile, le spectre d'émission d'un laser étant discret, l'interaction avec la matière sera "binaire" si je puis dire : soit le rayon sera réfléchi (ou plutôt diffusé), soit il sera absorbé (la surface émettant d'autres longueurs d'onde, généralement dans l'infrarouge car le laser aura chauffé le matériau).

[invitec35bc9ea]

bonsoir,

la lumiere de facon generale reagissant differemment selon la couleur de la surface, je me demandais s'il n'etait pas possible d'avoir une informatio sur la couleur en plus de la distance?

Cela paraît difficile, le spectre d'émission d'un laser étant discret, l'interaction avec la matière sera "binaire" si je puis dire : soit le rayon sera réfléchi (ou plutôt diffusé), soit il sera absorbé (la surface émettant d'autres longueurs d'onde, généralement dans l'infrarouge car le laser aura chauffé le matériau).

dans ce cas y a-t-il un autre moyen d'avoir une information sur la couleur?

merci

[invite06686390]

Pour ce qui est des couleurs . On dispose d'un nombre limité de milieux lasers, qui nous donnent accès à un certain nombre de longueurs d'onde. Mais là dessus, on peut encore jouer.

Deux exemples :
1) les cristaux non linéaires : à forte intensité, on peut doubler voire tripler la fréquence. Mais on peut aussi faire de l'amplification paramétrique : on envoie un gros pâté puissant à omega_1 dans un cristale non linéaire. A cote, on envoie un chouia de laser à omega_2 (omega_2 < omega_1). Alors on peut amplifier le laser à omega_2, émettant au passage la fréquence complémentaire à omega_3 = omega_1 - omega_2. Bien entendu, cette puissance est prise sur le laser à omega_1

Deuxio : les modulateurs acoustico optiques. C'est un petit cristal transparent dans lequel on entretient des ondes acoustiques stationnaires. Le laser va en quelque sorte se faire diffracter par le réseau de densité de cette onde, récupérant ainsi une impulsion de celle des phonons (je sais, je le dis très salement, mais faut dire que j'ai pas regardé très en détail le principe donc je risque de dire des betises). Ainsi, on peut décaler d'une quantité bien précise la longueur d'onde du laser.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteca6ab349]

et ben ouais, ils dit des betises !!! l'onde n'est pas stationnaire et c'est la le secret.
Le reste est OK, le reseau de densite diffracte le rayon lumineux et on se retrouve avec les pulsations diffractes sous differents angles (en pratique, on obtient un bon taux de conversion sur une seul des rayons et ce surtout pour n=+1 ou -1.

[invite06686390]

Meumeul save the world

c'est donc plutot une onde plane ? donc il y a activité externe des deux côtés du cristal ?

[invite0bbfd30c]

Pour ce qui est des couleurs . On dispose d'un nombre limité de milieux lasers, qui nous donnent accès à un certain nombre de longueurs d'onde. Mais là dessus, on peut encore jouer. (...) Deuxio : les modulateurs acoustico optiques.

Les modulateurs acoustooptiques sont très pratiques pour moduler l'intensité d'un faisceau laser (c'est ce qui était utilisé dans les imprimantes laser avant la généralisation des diodes laser) et pour décaler sa fréquence... jusqu'à quelques centaines de MHz. Ce n'est pas beaucoup, ça correspond en longueur d'onde à un décalage d'un picomètre à tout casser (à comparer avec l'accordabilité de certains lasers : jusqu'à plusieurs centaines de nm).

[inviteca6ab349]

Meumeul save the world

c'est donc plutot une onde plane ? donc il y a activité externe des deux côtés du cristal ?

je savais que tu apprecierais !

dans les schemas que j'ai vus, on genere l'onde d'un cote et on essaye de l'absorber de l'autre.

Et on peut voir le decalage en frequence sans evoquer d'interaction photon-phonon : c'est un simple effet Doppler. Tu illumine le reseau "accoustique" se deplacant a v par une onde EM plane, tu te places dans le ref de l'onde accoustique. Vu d'ici (en relat galilleenne), l'onde incidente est inchangee, et l'onde transmise chope l'angle de Bragg, sans changement de frequence ; quand tu repasses dans le ref du labo, l'onde diffractee est decalee.

Si tu essayes de voir ca d'un point de vue photon-phonon, il faut pas oublier le fait que les angles tels que la conversion se fait efficacement correspond aux angles de Bragg, ce qui correpond typiquement a des interaction de 100 a 1000 phonons avec un photon.

[invite06686390]

Ah meumeul, tu te doutes que lever ce sujet était pour moi une manière de te faire du pied pour que tu viennes me dire coucou

Re-merci pour ta ré-explication , bien claire, et à bientôt maybe

EDIt : n'empêche, ça doit être touchy de faire mécaniquement les bonnes conditions aux limites au bord du cristal ...