Principes de base du laser: Mécanismes de gain et d'absorption

Cette séance de cours couvre les principes fondamentaux du fonctionnement du laser, en se concentrant sur les mécanismes de gain et d'absorption. Il commence par une revue du modèle de Lorentz, expliquant linteraction de la lumière avec la matière et la signification de lindice de réfraction, qui se compose de composants réels et imaginaires. L'instructeur discute des taux d'émission spontanés et des sections transversales d'absorption, en passant des vues classiques aux vues quantiques du comportement atomique. La séance de cours souligne l'importance de comprendre les interactions lumière-matière pour les applications laser. Des concepts clés tels que les relations Kramers-Kronig, qui relient les parties réelle et imaginaire de l'indice de réfraction, sont introduits. La discussion comprend les effets de l'amortissement dans les oscillateurs électroniques et les implications pour la conception laser. L'instructeur explique également l'élargissement de Doppler et la distribution de Maxwell-Boltzmann, illustrant comment la température affecte les vitesses atomiques et les caractéristiques d'absorption. La séance de cours se termine par un accent sur les applications pratiques de ces principes en ingénierie et en technologie, en particulier dans le contexte des systèmes laser et de leur efficacité.