Qu'est-ce qu'un rayon laser ?

Presque aucun film de science-fiction ne se passe de rayons laser. Mais qu’est-ce qu’un rayon laser ? Où sont-ils utilisés de nos jours et peuvent-ils vraiment servir d’arme ?

Que signifie le mot « laser  » ?

Un rayon laser est une lumière extrêmement concentrée et le mot laser est l’abréviation de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, dont la traduction est amplification par émission stimulée de radiations.

Comment fonctionne un laser ?

Le principe est simple mais son application est plus compliquée : en principe, la lumière, qui est diffusée par un médium (par ex. un cristal, du gaz ou un liquide) est renforcée. Des miroirs installés parallèlement de chaque côté du médium reflètent la lumière. A chaque fois que la lumière traverse le médium, elle s’en trouve renforcée. Les miroirs reflètent la lumière jusqu’à ce que les rayons s’alignent sur un même axe et forment un faisceau concentré. Un des deux miroirs est en partie perméable. La lumière en faisceau s’y échappe sous la forme d’un rayon laser.

Comment la lumière est-elle renforcée ou clonée ?

En 1960, Theodore Maiman est parvenu, avec l’aide de son assistant Charles Asawa, à créer un effet de laser pour la première fois dans un rubis. Son laser à rubis contenait un rubis cylindrique, entouré d’une lampe éclair en forme d’hélice. La lumière de la lampe éclair fournit une énergie supplémentaire aux atomes de chrome du rubis. On dit également que les atomes sont excités. Lorsqu’un photon rencontre un atome excité dans le rubis du laser, l’atome émet un nouveau photon entièrement identique, à savoir de même couleur et avec le même sens de déplacement. Un photon donne lieu à deux photons entièrement identiques. Ce processus permettant de renforcer le laser s’appelle l’« émission stimulée ».

Quelles sont les particularités des rayons laser ?

Une lumière laser donne lieu à des particules identiques qui se déplacent dans le même sens. Compte tenu de ces propriétés, nous pouvons commander et contrôler la lumière laser avec une extrême précision. C’est pourquoi les champs d’application sont nombreux. Les rayons laser n’existent pas dans la nature et sont toujours le résultat d’une manipulation artificielle.

Quels sont les domaines d’application actuels ?

Les lasers sont utilisés dans un très grand nombre de domaines : la lecture des DVD est assurée par des lasers, de même que le scannage des produits à la caisse du supermarché, le soudage des composants des véhicules ou encore l’ajustement de la cornée de l’œil pour ne pas avoir à porter de lunettes, etc.

Quels sont les risques du laser ?

Malgré les avantages mentionnés précédemment, l’énergie d’un rayon laser ne suffit généralement pas pour casser un mur, tuer des hommes ou réaliser les exploits mis en scène au cinéma. Les lasers créés dans la plupart des laboratoires ne présentent aucun danger. On peut passer la main sous le laser sans se blesser. Ceci dit, il ne faut en aucun cas orienter le laser vers les yeux. Nos yeux sont extrêmement sensibles et une simple exposition suffirait pour les brûler.

Auteur : André Mousset (MNHN), Patrick Delhalt (MNHN)

Cet article a été publié dans le numéro de janvier 2013 de Science News.