Science du laserlien=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a0/Military_laser_experiment.jpg/250px-Military_laser_experiment.jpg|vignette|250x250px| Une expérience laser sur une table optique lien=//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/df/Light_Amplification_by_Stimulated_Emission_of_Radiation.jpg/250px-Light_Amplification_by_Stimulated_Emission_of_Radiation.jpg|vignette|250x250px| Modules laser (fréquences de bas en haut : 405, 445, 520, 532, 635 et 660 nm) La science du laser ou physique du laser est une branche de l'optique qui décrit la théorie et la pratique des lasers.
Laser pumpingLaser pumping is the act of energy transfer from an external source into the gain medium of a laser. The energy is absorbed in the medium, producing excited states in its atoms. When the number of particles in one excited state exceeds the number of particles in the ground state or a less-excited state, population inversion is achieved. In this condition, the mechanism of stimulated emission can take place and the medium can act as a laser or an optical amplifier. The pump power must be higher than the lasing threshold of the laser.
Laser à colorantvignette|316x316px|Gros plan d'un laser à colorant CW de table à base de rhodamine 6G, émettant à 580 nm (jaune). Le faisceau laser émis est visible sous forme de lignes jaunes pâles entre la fenêtre jaune (au centre) et l'optique jaune (en haut à droite), où il se reflète à travers l'image vers un miroir invisible, et revient dans le jet de colorant depuis le coin inférieur gauche. La solution de colorant orange entre dans le laser par la gauche et sort par la droite, toujours brillante de phosphorescence triplet, et est pompée par un faisceau de 514 nm (bleu-vert) provenant d'un laser à argon.
Émission stimuléethumb|Émission stimulée (lasers). L’émission stimulée (ou émission induite) est, en physique atomique, le processus de désexcitation d'un électron favorisé en illuminant l’atome d’une lumière ayant une longueur d’onde correspondant à l’énergie de transition entre les deux états électroniques. Ce processus, qui est la base du fonctionnement des lasers, ne peut être compris que dans le cadre de la théorie quantique des champs qui considère d’un point de vue quantique à la fois l’électron en orbite autour de l’atome ainsi que le champ électromagnétique qui interagit avec l’atome.
Optique quantiqueL’optique quantique désigne l'ensemble des expériences dans lesquelles la lumière ou bien l'interaction entre lumière et matière doivent être quantifiées. C'est un domaine de recherche en plein essor, à la frontière entre la mécanique quantique et l'optique. Dans le cadre de l’optique quantique, la lumière est considérée comme constituée de photons, objets quantiques qui se comportent : comme des corpuscules dans leurs interactions avec la matière, et comme des ondes pour leur propagation.
PhosphorescenceLa phosphorescence est le phénomène observé lorsqu'une matière continue à émettre de la lumière après avoir été éclairée. Le terme signifie approximativement illuminer comme le phosphore. Le phosphore blanc donne en effet de la lumière dans le noir, mais dans cette matière ce sont des réactions d'oxydation (chimiluminescence) qui en sont la cause. Phosphorescence et fluorescence sont deux formes différentes de luminescence.
Laser hélium-néonthumb|right|Laser hélium-néon en démonstration au Laboratoire Kastler Brossel. Un laser hélium-néon est un laser à de petite dimension. Il a de nombreuses applications scientifiques et industrielles, on l'utilise aussi au laboratoire pour les démonstrations d'optique. Il émet dans le rouge à (nanomètres). Le milieu amplificateur est un mélange de gaz néon et hélium, dans une proportion variant de 1/5 à 1/20, enfermé à basse pression (en moyenne par centimètre de longueur de la cavité) dans une ampoule de verre.
Pompage optiqueLa technique du « pompage optique », élaborée en 1950, valut à Alfred Kastler le prix Nobel de physique en 1966. Cette technique permet de modifier les états des atomes à l'aide d'une irradiation lumineuse polarisée. Les états atomiques se distinguent selon l'énergie emmagasinée par l'atome ; on les représente sur une échelle d'énergies, où les niveaux de faible énergie sont en bas de l'échelle, tandis que les niveaux de grande énergie sont en haut.
Commutation-QLa commutation-Q (Q-switching en anglais), également appelée formation de grandes pulsations, est une technique permettant à un laser de produire un rayon sortant pulsant. Elle autorise la création de pulsations de lumière de haute puissance (de l’ordre du gigawatt), beaucoup plus que si le laser produisait une onde de sortie continue (mode constant). Comparée au blocage de mode, qui est une autre technique pour produire des pulsations avec un laser, la commutation-Q permet de plus faibles fréquences de répétition, de plus grandes énergies, ainsi que de plus longs temps de pulsations.
RubisLe rubis est la variété rouge de la famille minérale du corindon. Sa couleur est causée principalement par la présence d'atomes de chrome (les corindons sans la présence de chrome sont les saphirs), à hauteur d'environ 2 % au maximum. Le rubis est classé comme pierre gemme en joaillerie, où il est utilisé. Il a une dureté de 9 sur l'échelle de Mohs. Parmi les minéraux, ceux qui ont une dureté supérieure sont le diamant (10 sur l'échelle de Mohs), la lonsdaléite (controversé) et la moissanite (9,5 sur l'échelle de Mohs).
