Laser

[invite826b6732]

Bonjour tout le monde,

J'ai une petite question concernant le laser...

Si j'ai bien compris le principe, un rayon laser essaie de concentrer tous les rayons d'une source lumineuse dans une seule et même direction.

Donc, si cela est vrai, et si on prend une pièce parfaitement noire (sans lumière, pas la couleur ), est-ce qu'on pourrait voir le faisceau lumineux d'un laser parfait en se plaçant autrement que perpendiculairement à lui ?

Logiquement, je dirais que non puisqu'aucun faisceau lumineux pourrait atteindre la rétine...
Il est bon mon raisonnement ?

(On part du principe que la longueur d'onde du laser est une longueur d'onde visible par l'oeil humain en "temps normal").
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[mariposa]

Bonjour tout le monde,

J'ai une petite question concernant le laser...

Si j'ai bien compris le principe, un rayon laser essaie de concentrer tous les rayons d'une source lumineuse dans une seule et même direction.

Donc, si cela est vrai, et si on prend une pièce parfaitement noire (sans lumière, pas la couleur ), est-ce qu'on pourrait voir le faisceau lumineux d'un laser parfait en se plaçant autrement que perpendiculairement à lui ?

Logiquement, je dirais que non puisqu'aucun faisceau lumineux pourrait atteindre la rétine...
Il est bon mon raisonnement ?

(On part du principe que la longueur d'onde du laser est une longueur d'onde visible par l'oeil humain en "temps normal").

Bonjour,

Ce serait effectivement les cas.

En pratique il y a un phénomène de diffusion latéral de l'air qui permet de voir la trace du rayon laser.

[LPFR]

Bonjour.

Si j'ai bien compris le principe, un rayon laser essaie de concentrer tous les rayons d'une source lumineuse dans une seule et même direction.

Non. Ce n'est pas le comportement d'un laser.
Un laser émet effectivement des rayons parallèles, mais seulement jusqu'à la sortie du laser. Après ils suivent le comportement habituel des rayons lumineux et en particulier la diffraction.
Par exemple, dans un pointeur laser, la sortie de la diode laser fait quelques microns (2x4 µm, typique). Du coup, la lumière qui sort de la diode, tout en étant une lumière laser, sort encore plus ouverte que les plombs d'un fusil à canon scié. L'angle d'ouverture du "faisceau" est de 30° à 60°.
Pour "redresser" la lumière sortante, on utilise une lentille qui "collimate" la lumière à un diamètre de sortie beaucoup plus grand (de l'ordre de 0,5 mm) ce qui permet de diminuer la diffraction et faire que la divergence du faisceau soit beaucoup plus faible.
Mais la lumière du faisceau d'un laser ne peut pas être parfaitement parallèle dans aucun cas. Il faudrait que le diamètre de sortie soit infini.

Donc, si cela est vrai, et si on prend une pièce parfaitement noire (sans lumière, pas la couleur ), est-ce qu'on pourrait voir le faisceau lumineux d'un laser parfait en se plaçant autrement que perpendiculairement à lui ?

Oui. Mais uniquement à cause de particules en suspension dans l'air (poussière, aérosols). La dispersion de Rayleigh est beaucoup trop faible pur être vue à l'œil nu.

Au revoir.

[mariposa]

Bonjour.

Non. Ce n'est pas le comportement d'un laser.
Un laser émet effectivement des rayons parallèles, mais seulement jusqu'à la sortie du laser. Après ils suivent le comportement habituel des rayons lumineux et en particulier la diffraction.
Par exemple, dans un pointeur laser, la sortie de la diode laser fait quelques microns (2x4 µm, typique). Du coup, la lumière qui sort de la diode, tout en étant une lumière laser, sort encore plus ouverte que les plombs d'un fusil à canon scié. L'angle d'ouverture du "faisceau" est de 30° à 60°.
Pour "redresser" la lumière sortante, on utilise une lentille qui "collimate" la lumière à un diamètre de sortie beaucoup plus grand (de l'ordre de 0,5 mm) ce qui permet de diminuer la diffraction et faire que la divergence du faisceau soit beaucoup plus faible.
Mais la lumière du faisceau d'un laser ne peut pas être parfaitement parallèle dans aucun cas. Il faudrait que le diamètre de sortie soit infini.

Bonjour LPFR,


Je vais me donner donner l'autorisation de te taquiner et ce, très amicalement au vu du "reproche'" tout à fait amical que tu m' avais objecter dans un autre fil.

La question portait sur le perception d'un rayon laser lorsque l'on est dans une situation d'observateur perpendiculaire au rayon laser.

Que notre interlocuteur fasse une interprétation de la motivation du rayon laser est tout a fait accessoire et donc toute précision à ce sujet ne correspond pas à ses préoccupations. Donc ta réponse est inadaptée à la préoccupation de l'interlocuteur.

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Oui. Mais uniquement à cause de particules en suspension dans l'air (poussière, aérosols). La dispersion de Rayleigh est beaucoup trop faible pur être vue à l'œil nu.

Au revoir.

Même remarque que précédemment? penses-tu que notre interlocuteur ait une quelconque culture exhaustive sur l'immense varièté des mécanismes de diffusion de la lumière?

Sincèrement amicalement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour Mariposa.
Mon intention est de lutter contre les idées reçues. Ici, sur ce qu'est un laser. Notamment "avec une seule direction".

La mention sur la diffusion de Rayleigh était à votre intention, car si je ne l'avais pas dit, je vous (vous, ou autres foristes) imaginais déjà en train de dire "il peut avoir d'autres mécanismes, etc., etc.".
Au revoir.

[invite826b6732]

Le principe du laser, c'est quand même d'avoir une seule direction, non?

Je parle du principe... pas de la réalité.

Pour résumer donc, avec un laser parfait, on ne verrait rien à part si on se place perpendiculairement ?
Et pour avoir un laser parfait, il faudrait diriger le rayon sur une distance infinie (donc impossible à faire et c'est pour ça que des rayons s'échappent sur les "côtés").

[mariposa]

Le principe du laser, c'est quand même d'avoir une seule direction, non?

Je parle du principe... pas de la réalité.

Pour résumer donc, avec un laser parfait, on ne verrait rien à part si on se place perpendiculairement ?

Ce n'est pas la "perfection" du laser qui est en cause mais le fait que d'en l'air il existe des micro-particules qui se comportent comme des micro-miroirs qui dévient la lumière laser vers ton œil. C'est le phénomène de diffusion de la lumière.

Et pour avoir un laser parfait, il faudrait diriger le rayon sur une distance infinie (donc impossible à faire et c'est pour ça que des rayons s'échappent sur les "côtés").

Ton idée de laser parfait n'est pas correcte. Le simple fait que la lumière laser à la sortie du dispositif soit transversalement de dimension fini fait qu'au nom des lois de l'optique le faisceau diverge, faiblement si la dimension est grande et fortement si la dimension se rapproche de la longueur d'onde émise. C'est le phénomène de diffraction

[LPFR]

Le principe du laser, c'est quand même d'avoir une seule direction, non?

Je parle du principe... pas de la réalité.

Pour résumer donc, avec un laser parfait, on ne verrait rien à part si on se place perpendiculairement ?
Et pour avoir un laser parfait, il faudrait diriger le rayon sur une distance infinie (donc impossible à faire et c'est pour ça que des rayons s'échappent sur les "côtés").

Re.
Toute lumière se déplace en ligne droite. Vous ne verrez pas la lumière qui n'est pas dirigée vers votre œil.
Si la lumière rencontre des petits obstacles: poussière, aérosols, gouttelettes, etc., une partie sera diffusée sur les côtés. Et c'est cela que vous pouvez voir. Par exemple pour les search lights. Ou simplement les auréoles autour des lampadaires quand il y a de la brume ou du brouillard.

Le fait que la lumière soit issue d'un laser ne change strictement rien au phénomène.

Avec un petit pointeur laser, vous pouvez visualiser le parcours du faisceau en rajoutant de la fumée dans la pièce. Ou une goûte de lait dans un litre d'eau.

Le principe du laser est d'avoir de la lumière cohérente. Ça donne, entre autres, (presque) une seule direction dans le laser. En dehors, c'est comme je vous ai dit.
Le parallélisme des lasers est une idée reçue. C'est pour cela que j'ai fait une intervention trop longue pour le goût de Mariposa.
A+

[invite826b6732]

Il faudrait rajouter quelque chose aux "conditions idéales" alors: le vide absolu ?

Concernant la sortie du laser hors du dispositif, Mariposa parle de "transversalement de dimension fini".

Kézako ça ?


Merci pour vos réponses en tout cas

[mariposa]

Il faudrait rajouter quelque chose aux "conditions idéales" alors: le vide absolu ?

Si ton faisceau se propage dans le vide alors il n 'y aura pas de diffusion latérale et tu ne verras pas le faisceau laser.

Concernant la sortie du laser hors du dispositif, Mariposa parle de "transversalement de dimension fini".

Si ton faisceau se dirige suivant la direction z alors il a une dimension finie suivant (x,y). La section droite est typiquement un cercle. Au fur et à mesure de la propagation suivant l'axe z le diamètre du cercle va augmenter et il augmentera d'autant plus vite que la section initiale est petite. C'est cela la diffraction (ou la divergence, comme tu voudras).

[invite826b6732]

C'est un peu le phénomène qu'on a quand on utilise un rétroprojecteur si je comprends bien, non? (plus on recule, plus l'image devient grande).

Je pensais que ce phénomène était dû à la lentille uniquement.

Quels sont les phénomènes qui interviennent dans le cas du laser ? Et peut-on les contrecarrer ?

[LPFR]

Re.

C'est un peu le phénomène qu'on a quand on utilise un rétroprojecteur si je comprends bien, non? (plus on recule, plus l'image devient grande).

Non. Vraiment pas.
Si c'était le même on vous l'aurait dit (Mariposa ou moi, par exemple) au lieu de l'appeler "diffraction".

Je pensais que ce phénomène était dû à la lentille uniquement.

L'effet de la lentille (le fait que la source ne soit pas ponctuelle et les défauts de la lentille) vienent en plus. Il peut être plus ou moins important que la diffraction suivant les cas. Mais les deux sont là.

Quels sont les phénomènes qui interviennent dans le cas du laser ? Et peut-on les contrecarrer ?

On ne peut pas contrecarrer la diffraction. On peut agir pour diminuer ses effets, comme on vous l'a expliqué plus haut. Mais ils seront toujours là.
Que ce soit un laser ou n'importe quelle autre source de lumière.

A+

[invitea774bcd7]

bah dans le cas du laser, pour contrecarrer cette divergence ça a été mentionné et c'est tout bête : on met une lentille
Comme le souligne LPFR, la source est tellement ponctuelle qu'une lentille placée judicieusement sort un faisceau presque idéalement collimaté
C'est de l'optique géométrique comme on en voit dans les bouquins

[invite826b6732]

Re.

Non. Vraiment pas.
Si c'était le même on vous l'aurait dit (Mariposa ou moi, par exemple) au lieu de l'appeler "diffraction".

L'effet de la lentille (le fait que la source ne soit pas ponctuelle et les défauts de la lentille) vienent en plus. Il peut être plus ou moins important que la diffraction suivant les cas. Mais les deux sont là.

On ne peut pas contrecarrer la diffraction. On peut agir pour diminuer ses effets, comme on vous l'a expliqué plus haut. Mais ils seront toujours là.
Que ce soit un laser ou n'importe quelle autre source de lumière.

A+

La diffraction est provoquée par quoi dans le cas qui nous occupe si on part du principe qu'on se trouve dans un vide absolu ?
A la lentille qui compose le laser et dont on ne peut pas se passer ?

[mariposa]

La diffraction est provoquée par quoi dans le cas qui nous occupe si on part du principe qu'on se trouve dans un vide absolu ?
A la lentille qui compose le laser et dont on ne peut pas se passer ?

Diffraction c'est synonyme de propagation.

La lumière se propage, donc elle diffracte.

[invitea774bcd7]

La diffraction est provoquée par quoi dans le cas qui nous occupe si on part du principe qu'on se trouve dans un vide absolu ?
A la lentille qui compose le laser et dont on ne peut pas se passer ?

Une diode laser, ça émet dans toute les directions comme l'ampoule de ta lampe. Un laser n'est pas créé collimaté. Par contre, une fois qu'il l'est il le reste longtemps.