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Le laser est-il réversible?



  1. #1
    EspritTordu

    Le laser est-il réversible?


    ------

    Bonjour,


    Je me posais la question si le système du laser est réversible : avec un faisceau de lumière approprié, on produit dans une cavité optique résonante du jus (électrique ) sous forme d'une tension? Peut-être est-ce réalisable plutôt avec un laser à gaz?


    Merci d'avance.

    -----

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  3. #2
    ketchupi

    Re : Le laser est-il réversible?

    je ne vois pas ce que tu veux dire par du jus dans une cavité optique ? Si tu veux produire un courant, je ne vois pas bien l'intérêt de ta cavité ici.
    D'autre part, créer un courant par lumière existe, c'est le principe des photodiodes, photomultiplicateurs, diode PIN... Tu as même l'exemple académique de l'effet photoélectrique...

  4. #3
    Gwyddon

    Re : Le laser est-il réversible?

    Le principe du laser est le suivant : dans une cavité fermée, tu mets un milieu amplificateur, qui à chaque boucle dans la cavité amplifie le champ. Sur une des faces de la cavité tu mets un laser avec un coefficient de transmission non nul, histoire de récuperer en sortie un faisceau.

    L'amplification se fait par pompage optique. Prenons le modèle du système à trois niveaux quantiques ; tu pompes du fondamental f vers le plus haut niveau des trois (que j'appelle c), qui par transition non radiative se désexcite sur le niveau intermédiaire e, et il y aura émission laser entre e et f. Pour que le tout marche, il faut qu'il y ait ce que l'on appelle "inversion de population", c'est-à-dire plus d'atomes dans le niveau e que dans le niveau f.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  5. #4
    ketchupi

    Re : Le laser est-il réversible?

    j'ai pas compris la phrase : "Sur une des faces de la cavité tu mets un laser avec un coefficient de transmission non nul".

    et petite rectification, certains lasers ne sont pas pompés OPTIQUEMENT, mais autrement : Exemple : l'Hélium Neon, dont le pompage et l'inversion de population est réalisé par collisions (l'hélium transfert son énergie par collisions aux atomes de Néon); le laser CO2 de même pompé par collisions avec N2...

    Cordialement

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Gwyddon

    Re : Le laser est-il réversible?

    Euh... je voulais dire miroir bien sûr, tu avais rectifié de toi même

    Sinon effectivement il y a d'autres manières de réaliser l'inversion.
    A quitté FuturaSciences. Merci de ne PAS me contacter par MP.

  8. #6
    Stan_94

    Re : Le laser est-il réversible?

    Citation Envoyé par EspritTordu
    Je me posais la question si le système du laser est réversible
    J'aurais tendance à répondre simplement non ! On peux effectivement générer un courant (ou donc un tension) par l'utilisation d'un laser, qui n'est rien d'autre que de la lumière, mais le mécanisme n'est pas le même que celui utilisé pour sa production (Que se soit par décharge électrique, pompage lumineux part flash ou autre, comme cela à déjà été expliqué...)
    Je ne vois pas comment un faisceau laser entrant dans une cavitée résonnante pourrait y engendrer une tension électrique... mais bon, attendons d'aures avis sur le sujet !

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  10. #7
    fderwelt

    Re : Le laser est-il réversible?

    Citation Envoyé par EspritTordu
    Je me posais la question si le système du laser est réversible : avec un faisceau de lumière approprié, on produit dans une cavité optique résonante du jus (électrique ) sous forme d'une tension? Peut-être est-ce réalisable plutôt avec un laser à gaz?
    Bonjour,

    Bien choisi, ton pseudo...

    J'admire la propension des gens sur ce Forum à trouver des explications compliquées à des choses simples.

    Bon. Ton laser est une cavité optique résonante, et pour le maintenir en état de résoner il lui faut un peu d'énergie, pompage optique ou autre, fournie par EDF.
    Ta question revient à dire: mon frigo produit du froid et dégage de la chaleur, en étant alimenté par le courant issu d'une centrale nucléaire à l'uranium (à peu près 2 chances sur 3 que ce soit vrai). Est-ce que, en branchant mon frigo à l'envers, les centrales d'EDF vont se mettre à synthétiser du 235U à ne plus savoir où le mettre?
    C'est complètement bourrin comme remarque, mais ça met les choses à plat. Et puis, pense au deuxième principe de la Thermodynamique: aucune réaction n'est complètement réversible...

    Je laisse aux vrais physiciens le soin de commenter cette vision plutôt trèst rès intuitive...

    -- françois
    Les optimistes croient que ce monde est le meilleur possible. Les pessimistes savent que c'est vrai.

  11. #8
    humanino

    Re : Le laser est-il réversible?

    Citation Envoyé par fderwelt
    Est-ce que, en branchant mon frigo à l'envers, les centrales d'EDF vont se mettre à synthétiser du 235U à ne plus savoir où le mettre?
    Heureusement que les inuits n'utilisent pas de frigo !


    Plaisanterie mise à part, je suis tout à fait d'accord avec cette remarque. Disons que, quand bien même on imaginerait un montage laser "réversible", le rendement inverse serait probablement dérisoire. En effet, il essentiel de pomper avec une énergie supréieure à la transition cohérente, ainsi le "pompage inverse" avec la même longueur d'onde que la longueur d'onde émise ne fonctionnera pas.

    Cela dit, je n'arrive pas à trouver d'argument convaincant, si l'on utilise une longueur d'onde plus petite que la longueur d'onde du laser en question.
    "Puisque toute ces choses nous depassent, feignons de les avoir organisees"

  12. #9
    astrombolo

    Re : Le laser est-il réversible?

    Je pense que ta question peut s'interpréter de plusieurs manières.

    Pour répondre il faut bien voir le rôle de la cavité dans le laser, qui est le lieu d'une AMPLIFICATION ET D'UNE REFLEXION.

    Schématiquement:
    Gràce à de l'énergie électrique, on excite (on donne de l'énergie) à un ensemble d'éléctrons qui, traversés, par un faisceau de lumière, produisent encore plus de lumière. Cette lumière rebondit sans cesse sur la cavité remplie par les électrons et s'amplifie donc de plus en plus. Un peu de lumière sort à chaque reflexion (qui est realisée avec des petits miroirs un peu transparents), et donc on a un faisceau de lumière très puissant en sortie: notre laser! (pardon c'etait un rappel "raz du plancher" mais je ne sais pas quelle est ta connaissance du sujet)

    Si la question est: peut-on transformer cette lumière très puissance à la sortie du laser en énergie électrique? la réponse est oui, comme pour n'importe quelle source lumineuse : Avec une photodiode. Le rendement n'est pas parfait bien entendu! Et il l'était encore moins dans le sens électrique->optique (dans le laser). Et puis il y a le bruit thermique.

    Il faut noter que la photodiode met en jeu un phenomene physique inversé par rapport à la partie "amplification" du laser (absorption de lumière qui provoque l'excitation d'un electron et la production d'un courant electrique)

    En revanche il n'existe pas de dispositif qui réalise l'opération inverse de la partie "reflexion" de la cavité laser. Ca n'aurait pas vraiment d'interet parce qu'en arrivant sur un dispoditif type "photodiode" toute la lumière qui peut se transformer en électricité se transforme du premier coup (pas besoin de la faire rebondir 50 fois en attendant qu'elle excite des electrons). En fait cette différence entre les deux sens (émetteur/recepteur) tient à la différence fondamentale qu'il y a entre les deux phenomenes mis en jeu (absorption, et emission stimulée) dans la facilité qu'ils ont à se produire (absorption = facile, emission stimulée=difficile).

    J'espere avoir été à peu pres clair et ne pas avoir dit d'absurdité !
    Dernière modification par astrombolo ; 16/05/2006 à 22h30.

  13. #10
    EspritTordu

    Re : Le laser est-il réversible?

    Bon, bon l'image des centrales nucléaires est convaincante!

    Néamoins, j'ai vu dans une émission que le pompage optique (l'émission de flash lumineux) n'était pas la seule possibilité pour assurer cette inversion de population. Je n'y connais pas trop, mais les lasers à gaz comme l'hélium effectivement sont excités par des champs électrique, d'où ma question.

  14. #11
    humanino

    Re : Le laser est-il réversible?

    Bonjour,

    j'ai pensé hier à la fin de mon objection
    • soit tu envoies dans la cavité une lumière de longueur d'onde plus grande que celle du pompage (ou approximativement égale à celle émise par le laser) et ce n'est pas assez énergétique pour stimuler la transition (c'était le début de mon objection)
    • soit tu envoies une longueur d'onde plus courte, auquel cas... tu pompes ! et donc tu lases
    Donc globalement, je ne crois pas que ce soit possible.
    "Puisque toute ces choses nous depassent, feignons de les avoir organisees"

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