Qu’est-ce qu’un laser à impulsions ?
Lasers à impulsions est un terme générique désignant les lasers dans lesquels la lumière laser est émise sous forme d’impulsions. Dans un laser à impulsions, des impulsions de durée fixe sont émises de manière répétée sous forme de fréquence. Les lasers qui n’émettent pas sous forme d’impulsions sont appelés lasers à ondes continues. En raison de la différence de largeur d’impulsion, on peut également distinguer les lasers nanoseconde, picoseconde et femtoseconde, chacun d’entre eux étant sélectionné pour un traitement et une recherche appropriés sur la base de paramètres tels que l’énergie par impulsion, la largeur d’impulsion, la fréquence et la longueur d’onde.
Utilisations des lasers à Impulsions
Les lasers à impulsions sont utilisés dans un large éventail d’applications, du domaine familier à l’industrie et à la science. Ils varient en longueur d’onde, en fréquence de répétition, en largeur d’impulsion et en énergie d’impulsion. Voici quelques exemples d’utilisation :
- Microfabrication telle que le perçage, le rainurage et le découpage en tranches.
- Marquage et transformation de surface.
- Oscillateurs dans les machines de traitement au laser.
- Élimination de taches et d’ecchymoses en dermatologie.
- Bistouris médicaux.
- LIDER.
- Télémètres à ondes lumineuses pour les essais non destructifs.
- Fusion nucléaire au laser.
- Microscopie.
- Ablation laser.
- Traitement des MEMS avec des impulsions ultra-courtes.
Principe des lasers à impulsions
Les lasers à impulsions sont générés par l’une des méthodes suivantes :
1. Méthode de modulation directe
Cette méthode sépare la lumière oscillant en continu en activant et désactivant un obturateur.
2. La méthode de commutation Q (anglais : Q-Switching)
Cette méthode utilise une distribution inversée, dans laquelle il y a plus de particules dans l’état excité que dans l’état fondamental. Lorsqu’une distribution inversée suffisante se produit dans le milieu et que l’énergie s’accumule, la lumière est émise d’un seul coup. La méthode de commutation Q permet de produire des impulsions de haute énergie.
3. Verrouillage de mode (synchronisation de mode)
Le spectre lumineux d’un laser est un ensemble de spectres très fins, avec de nombreuses longueurs d’onde qui ne diffèrent que légèrement. C’est ce qu’on appelle les modes longitudinaux. Le verrouillage de mode est une méthode permettant de synchroniser ces modes longitudinaux et de les faire osciller. Cette méthode permet de produire des impulsions courtes et est utilisée dans les lasers femtosecondes et picosecondes.
D’autres méthodes incluent l’excitation pulsée du milieu laser à l’aide d’une lampe flash ou d’une méthode similaire.