{"id":83,"date":"2013-07-20T13:22:02","date_gmt":"2013-07-20T13:22:02","guid":{"rendered":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/2013\/07\/20\/lasers-home-made\/"},"modified":"2016-09-02T16:40:03","modified_gmt":"2016-09-02T16:40:03","slug":"lasers-home-made","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/les-lasers\/","title":{"rendered":"Les lasers"},"content":{"rendered":"<p><\/p>\n<p>Cet article comprend de nombreuses informations concernant les lasers: leur fonctionnement, types, fabrication, puissance, s\u00e9curit\u00e9, etc.<\/p>\n<p>  <!--more-->  <\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<h3>Qu&rsquo;est-ce qu&rsquo;un laser ?<\/h3>\n<p>Il faut savoir que laser est en r\u00e9alit\u00e9 un acronyme de \u00ab\u00a0<em><strong>L<\/strong>ight <strong>A<\/strong>mplification by <strong>S<\/strong>timulated <strong>E<\/strong>mission of <strong>R<\/strong>adiation<\/em>\u00ab\u00a0. Ce qui donne \u00ab\u00a0<em><span class=\"citation\">amplification de la lumi\u00e8re par \u00e9mission stimul\u00e9e de rayonnement<\/span><\/em>\u00a0\u00bb en fran\u00e7ais.<\/p>\n<p>Par d\u00e9finition, c&rsquo;est un \u00ab\u00a0Appareil mettant en \u0153uvre le ph\u00e9nom\u00e8ne laser pour engendrer un faisceau de rayonnement spatialement et temporellement coh\u00e9rent, utilis\u00e9 dans les domaines de l&rsquo;armement, des t\u00e9l\u00e9communications, de la m\u00e9trologie, de la physique fondamentale, de l&rsquo;industrie, de la m\u00e9decine, etc.\u00a0\u00bb<\/p>\n<p>En gros, c&rsquo;est un truc qui fait un faisceau lumineux droit <img title=\"Coquin\" src=\"media\/editors\/tinymce\/jscripts\/tiny_mce\/plugins\/emotions\/img\/smiley-tongue-out.gif\" alt=\"Coquin\" border=\"0\" \/><\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<h3>Comment \u00e7a fonctionne ?<\/h3>\n<p>Un compos\u00e9, souvent un gaz (He-Ne par exemple) ou un cristal (rubis, etc) est plac\u00e9 entre deux miroirs dont un laisse passer une petite partie de la lumi\u00e8re. Ce compos\u00e9 est ensuite excit\u00e9 de mani\u00e8re \u00e0 lib\u00e9rer des photons (particules de lumi\u00e8re) lorsqu&rsquo;il perd cette \u00e9nergie (quand les \u00e9lectrons du compos\u00e9 passent \u00e0 une couche inf\u00e9rieure). Or la taille du syst\u00e8me est pr\u00e9vue pour que lorsqu&rsquo;un photon heurte un miroir, 2 photons repartent dans l&rsquo;autre sens (il y en a donc 1 de plus). Il y a donc cr\u00e9ation d&rsquo;une quantit\u00e9 \u00e9norme de photons dont certain parviennent \u00e0 traverser le second miroir pour g\u00e9n\u00e9rer un faisceau lumineux.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" style=\"float: left;\" src=\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/1\/1f\/Laser.svg\/500px-Laser.svg.png\" alt=\"principe de fonctionnement du laser\" width=\"350\" height=\"248\" border=\"0\" \/><\/p>\n<ol>\n<li><span class=\"nowrap\"><span class=\"nowrap\">milieu excitable<\/span> (gaz, cristal)<br \/><\/span><\/li>\n<li><span class=\"nowrap\">\u00e9nergie de pompage (souvent \u00e9lectrique)<br \/><\/span><\/li>\n<li><span class=\"nowrap\"><span class=\"nowrap\">miroir totalement r\u00e9fl\u00e9chissant<\/span><\/span><\/li>\n<li><span class=\"nowrap\">miroir semi-r\u00e9fl\u00e9chissant<\/span> (partie centrale)<\/li>\n<li>faisceau laser<\/li>\n<\/ol>\n<p><span class=\"nowrap\"><img loading=\"lazy\" style=\"float: right;\" src=\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/4\/44\/Principe_laser.svg\/500px-Principe_laser.svg.png\" alt=\"amplification laser\" width=\"440\" height=\"166\" border=\"0\" \/><\/span><span class=\"nowrap\"><br class=\"nowrap\" \/><\/span><\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<p>Une petite vid\u00e9o pour mieux comprendre&#8230;<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.dailymotion.com\/embed\/video\/x123xhl?syndication=112040\" width=\"640\" height=\"360\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/p>\n<p>\u00a0<\/p>\n<h3>Les diff\u00e9rents types de laser<\/h3>\n<p>&#8211; <strong>cristallins (\u00e0 solide)<\/strong>: rubis, Nd, Yb, Pr, Er, Tm, etc&#8230;<img loading=\"lazy\" class=\" alignright size-full wp-image-82\" style=\"float: right;\" src=\"https:\/\/xtrem-experiments.com\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/diode-laser.jpg\" alt=\"fonctionnement diode laser\" width=\"300\" height=\"263\" border=\"0\" srcset=\"https:\/\/xtrem-experiments.com\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/diode-laser.jpg 570w, https:\/\/xtrem-experiments.com\/wp-content\/uploads\/2013\/07\/diode-laser-300x263.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n<p>&#8211; <strong>\u00e0 colorants<\/strong>: utilisation de colorants pour avoir la longueur d&rsquo;onde exacte d\u00e9sir\u00e9e (au centi\u00e8me de nanom\u00e8tre pr\u00e8s). Ce type de laser est utilis\u00e9 en physique nucl\u00e9aire.<\/p>\n<p>&#8211; utilisation d&rsquo;un gaz. Le plus connu est le h\u00e9lium-n\u00e9on (632,8nm = rouge) et le CO<sub>2<\/sub> (infrarouge \u00e0 <span class=\"nowrap\">10,6 \u00b5m<\/span>). Ce dernier est utilis\u00e9 pour la d\u00e9coupe de mat\u00e9riaux.<\/p>\n<p>&#8211; <strong>diode laser<\/strong>: les photons sont produit par 2 semi-conducteurs travers\u00e9s par un courant \u00e9lectrique.<\/p>\n<p>&#8211;<strong> \u00e0 \u00e9lectrons libres<\/strong>: principe tout \u00e0 fait diff\u00e9rent: la lumi\u00e8re est produite par un rayonnement produit par des \u00e9lectrons acc\u00e9l\u00e9r\u00e9s.<\/p>\n<p>&#8211; <strong>\u00e0 fibres<\/strong>: Ce type ressemble au laser solide. Ici le milieu amplificateur est une fibre optique dop\u00e9e avec des ions rares.<\/p>\n<p>&#8211; <strong>\u00e0 impulsions<\/strong>: Ce sont des lasers utilisant une diode capable de fonctionner une tr\u00e8s courte dur\u00e9e (quelques femtosecondes) mais avec \u00e9norm\u00e9ment de puissances (pr\u00e8s d&rsquo;1 MW = 1 000 kW = 1 000 000 W pour les plus puissants).<\/p>\n<h3>Les couleurs<\/h3>\n<p>En fonction du compos\u00e9 utilis\u00e9, longueur d&rsquo;onde (et donc la couleur du laser) varie. Chaque compos\u00e9 a sa longueur d&rsquo;onde (et par cons\u00e9quent sa fr\u00e9quence) sp\u00e9cifique.<\/p>\n<p>Comme dit pr\u00e9c\u00e9demment, l&rsquo;utilisation de colorants permet choisir exactement la longueur d&rsquo;onde au centi\u00e8me de nm pr\u00e8s.<\/p>\n<p>Contrairement \u00e0 ce que l&rsquo;on pourrait penser, plus on va vers des couleurs bleues, UV, plus l&rsquo;\u00e9nergie augmente proportionnellement. Ce n&rsquo;est pas l&rsquo;inverse. On trouve plus facilement des laser infrarouge de puissance \u00e9lev\u00e9e. C&rsquo;est laser ne produisent pas des photons avec plus d&rsquo;\u00e9nergie (c&rsquo;est m\u00eame l&rsquo;inverse), mais bien une grande quantit\u00e9 de photons.<\/p>\n<p>L&rsquo;oeil per\u00e7oit mieux les couleurs vers le rouge que vers le bleu. Pour une m\u00eame puissance, un faisceau de 638 ou 532nm sera bien plus visible qu&rsquo;un 445 ou 405nm.<\/p>\n<p>Les longueurs d&rsquo;ondes les plus courantes pour les diodes lasers sont les suivantes:<\/p>\n<p><span style=\"font-family: Verdana; font-size: small;\"><span style=\"color: #800080;\"><span style=\"color: #000000;\">373nm &#8211;<\/span> 405nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #3366ff;\">445nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #3366ff;\">450nm &#8211; <\/span><span style=\"color: deepskyblue;\">473nm- <\/span><span style=\"color: #00ff88;\">520nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #24ff00;\">532nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #ffdb00;\">594nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #ff2900;\">635nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #ff2700;\">638nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #ff2700;\">660nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #ff2700;\">685nm <span style=\"color: #000000;\">&#8211; <\/span><\/span><span style=\"color: #000000;\">780nm &#8211; <\/span><span style=\"color: #ff2700;\"><span style=\"color: #000000;\">808nm &#8211; 830nm &#8211; 980nm &#8211; 1064nm<\/span><br \/><\/span><\/span><\/p>\n<p>Les IR commencent vers 700nm.<\/p>\n<p>Les 373nm sont des ultraviolets (Invisibles, mais qui r\u00e9agissent avec les objets fluorescents !)<\/p>\n<p>Les 532 et 638nm sont tr\u00e8s tr\u00e8s visibles compar\u00e9s au 445 et au 685nm.<\/p>\n<h3>Fabrication \u00ab\u00a0home made\u00a0\u00bb<\/h3>\n<p>Il est assez simple de r\u00e9aliser des laser au infrarouges au CO<sub>2<\/sub> de 40 &#8211; 80W en utilisant la r\u00e9action vinaigre-bicarbonate. (On trouve facilement des vid\u00e9os sur Youtube.)<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" style=\"display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;\" src=\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/8\/8e\/Laser_CO2.png\/640px-Laser_CO2.png\" alt=\"principe de fonctionnement du laser CO2 dioxyde de carbone\" width=\"640\" height=\"272\" border=\"0\" \/><\/p>\n<p>A part les laser au dioxyde de carbone, les seuls autres que l&rsquo;on peut facilement faire, sont des laser qui utilisent une diode laser aliment\u00e9 par un circuit de r\u00e9gulation sp\u00e9cial laser. Ces lasers sont le plus souvent portables. (C&rsquo;est le cas de mon <a href=\"https:\/\/xtrem-experiments.com\/2013\/07\/06\/briquet-laser-2w\/\">briquet laser<\/a> avec une diode M-140)<\/p>\n<p>Vous pouvez acheter ces diodes sur internet (<a href=\"https:\/\/xtrem-experiments.com\/2013\/03\/13\/ou-acheter-du-materiel\/\">voir les meilleurs vendeurs de composants<\/a>) (attention \u00e0 ne pas acheter de diode IR).<\/p>\n<p>&#8211; lecteur CD et DVD, graveur CD &#8211;&gt; IR<\/p>\n<p>&#8211; graveurs DVD &#8211;&gt; rouge +-100mW<\/p>\n<p>&#8211; lecteur Blue-Ray &#8211;&gt; bleu +-150mW (250mW pour les graveurs)<\/p>\n<p>&#8211; projecteurs &#8211;&gt; bleu 500mW \u00e0 3W<\/p>\n<p>Les diodes entre 450 et 600nm sont g\u00e9n\u00e9ralement plus ch\u00e8res car elles ont peut d&rsquo;utilisation (sauf les vertes de 532nm pour les show mais \u00e7a reste assez cher).<\/p>\n<p>Si vous recherchez de la puissance, partez sur les 445nm ou les rouges (les IR co\u00fbte bien moins cher mais sont extr\u00eamement dangereuses).<\/p>\n<h3>Puissance et s\u00e9curit\u00e9<\/h3>\n<p>Rappel: 1 watt (1W) = 1000 milliwatts (mW) et 1 m\u00e9gawatt (MW) = 1 000 000 W<\/p>\n<p>Selon la puissance et la longueur d&rsquo;onde d&rsquo;\u00e9mission du laser, celui-ci peut repr\u00e9senter un r\u00e9el danger pour la vue et provoquer des br\u00fblures irr\u00e9parables de la r\u00e9tine.<\/p>\n<p>En effet, les laser produisent \u00e9norm\u00e9ment de lumi\u00e8re. Les plus dangereux sont les lasers infrarouges (IR) car on ne voit pas le faisceau et si on l&rsquo;a dans l&rsquo;oeil, ce dernier ne r\u00e9agit pas (avec un spectre visible, l&rsquo;oeil a le r\u00e9flexe de fermer les paupi\u00e8res et contracter la pupille).<\/p>\n<p>Prenons par exemple un petit pointeur laser rouges de 1 mW. Le probl\u00e8me, c&rsquo;est que le cristallin de l&rsquo;oeil concentre la lumi\u00e8re pour avoir 300*10<sup>6<\/sup> W\/m<sup>2<\/sup>.<\/p>\n<p>Comparons mon <a href=\"https:\/\/xtrem-experiments.com\/2013\/07\/06\/briquet-laser-2w\/\">briquet laser de plus de 2W<\/a> au Soleil&#8230;<\/p>\n<p>Le Soleil \u00e9met 1 366 W\/m<sup>2<\/sup> sur Terre dans des conditions optimales en haute altitude. Ce laser \u00e9met plus de 2W \/ 1mm<sup>2<\/sup> = 2MW\/m<sup>2<\/sup>. Ce laser \u00e9quivaut donc \u00e0 1500 fois le Soleil !!! On vous a toujours dit de ne jamais regarder directement le Soleil&#8230;<\/p>\n<p>C&rsquo;est pourquoi des lunettes de protections <strong>adapt\u00e9es<\/strong> sont obligatoires lors de la manipulation de laser. Ces lunettes bloquent une portion de longueurs d&rsquo;onde. Il faut donc des lunettes bien <strong>ADAPTEES<\/strong> !!! M\u00eame si vous ne pensez jamais vous mettre le laser dans l&rsquo;oeil, il faut <strong>toujours<\/strong> en porter quand le laser est allum\u00e9. Avec les laser de plus de 150mW, le simple fait de voir le points sur une feuille blanche endommage la r\u00e9tine (et les cam\u00e9ras vid\u00e9o \u00e0 partir de 700mW).<\/p>\n<p>Dans le commerce, on trouve facilement des laser &lt;5mW. Ces laser pourraient d\u00e9j\u00e0 commencer \u00e0 endommager la r\u00e9tine mais si l&rsquo;oeil y est expos\u00e9 (pas un IR \u00e9videmment), les r\u00e9flexes sont suffisamment bon pour ne pas causer de d\u00e9g\u00e2ts.<\/p>\n<p>A partir de 30mW, m\u00eame avec de bon r\u00e9flex, il est possible d&rsquo;avoir des dommages.<\/p>\n<p>Les laser \u00e0 partir de 100mW br\u00fblent instantan\u00e9ment la r\u00e9tine!!!<\/p>\n<p>A partir de 150mW&#8230; vous allumerez facilement une cigarette =P<\/p>\n<p>Et on ne pointe pas des laser \u00e0 partir de 5mW sur les avions ! (Oui, j&rsquo;ai oubli\u00e9 de pr\u00e9ciser que leur port\u00e9e est de plusieurs (dizaines de) kilom\u00e8tres !)<\/p>\n<p>Les laser ne br\u00fblent pas ce qui est de la m\u00eame couleur que le laser ou ce qui est blanc car la lumi\u00e8re est r\u00e9fl\u00e9chie et (presque) aucune \u00e9nergie n&rsquo;est absorb\u00e9e. Cependant, avec des lasers de plus d&rsquo;1W, il y a moyen de br\u00fbler du papier\/plastique\/etc de m\u00eame couleur ou blanc \u00e0 cause de \u00ab\u00a0salet\u00e9s\u00a0\u00bb pr\u00e9sentes sur le papier. A l&rsquo;oppos\u00e9, tout ce qui est noir absorbera beaucoup mieux l&rsquo;\u00e9nergie.<\/p>\n<p>Voici les classes de s\u00e9curit\u00e9s&#8230;<\/p>\n<ul>\n<li>Classe 1 : lasers sans danger, \u00e0 condition de les utiliser dans leurs conditions raisonnables pr\u00e9visibles (exemples : imprimantes, lecteurs de CD-ROM et lecteurs de DVD).<\/li>\n<li>Classe 1M : lasers dont la vision directe dans le faisceau, notamment \u00e0 l\u2019aide d\u2019instrument optiques, peut \u00eatre dangereuse.<\/li>\n<li>Classe 2 : lasers qui \u00e9mettent un rayonnement visible dans la gamme de longueur de 400 \u00e0 <span class=\"nowrap\">700 nm<\/span>. La protection de l\u2019\u0153il est normalement assur\u00e9e par les r\u00e9flexes de d\u00e9fense comprenant le r\u00e9flexe palp\u00e9bral, clignement de la paupi\u00e8re (par exemple, des lecteurs de code-barres).<\/li>\n<li>Classe 2M : lasers qui \u00e9mettent un rayonnement visible dans la gamme de longueur de 400 \u00e0 <span class=\"nowrap\">700 nm<\/span>. Lasers dont la vision directe dans le faisceau, notamment \u00e0 l\u2019aide d\u2019instrument optiques, peut \u00eatre dangereuse (exemples : loupes et t\u00e9lescopes).<\/li>\n<li>Classe 3A : lasers dont l\u2019exposition directe d\u00e9passe l\u2019EMP (Exposition Maximale Permise) pour l\u2019\u0153il, mais dont le niveau d\u2019\u00e9mission est limit\u00e9 \u00e0 cinq fois la LEA (Limite d\u2019\u00c9mission Accessible) des classes 1 et 2.<\/li>\n<li>Classe 3B : laser dont la vision directe du faisceau est toujours dangereuse. La vision de r\u00e9flexions diffuses est normalement sans danger.<\/li>\n<li>Classe 4 : lasers qui sont aussi capables de produire des r\u00e9flexions diffuses dangereuses. Ils peuvent causer des dommages sur la peau et peuvent \u00e9galement constituer un danger d\u2019incendie. Leur utilisation requiert des pr\u00e9cautions extr\u00eames.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Les classes ont \u00e9t\u00e9 d\u00e9termin\u00e9es en fonction des l\u00e9sions que peut provoquer un laser, elles varient en fonction de la fr\u00e9quence du laser, le laser Ultraviolet (UV) et infrarouge (IR) \u00e9tant bien plus dangereux que le laser visible. Dans le domaine visible, pour un laser continu, les classes sont :<\/p>\n<ul>\n<li>Classe 1 : jusqu&rsquo;\u00e0 <span class=\"nowrap\">0,39 \u00b5W<\/span>.<\/li>\n<li>Classe 2 : de <span class=\"nowrap\">0,39 \u00b5W<\/span> \u00e0 <span class=\"nowrap\">1 mW<\/span>.<\/li>\n<li>Classe 3A : de 1 \u00e0 <span class=\"nowrap\">5 mW<\/span>.<\/li>\n<li>Classe 3B : de 5 \u00e0 <span class=\"nowrap\">500 mW<\/span>.<\/li>\n<li>Classe 4 : au-del\u00e0 de <span class=\"nowrap\">500 mW<\/span>.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Petit historique&#8230;<\/h3>\n<p>1917: Einstein : principe d&rsquo;\u00e9mission stimul\u00e9e<\/p>\n<p>1950: Kastler : pompage optique<\/p>\n<p>1958: Gordon et Zeiger : MASER (micro-onde)<\/p>\n<p>1960: Maiman : laser \u00e0 rubis<\/p>\n<p>1964: Javan : Laser He-Ne<\/p>\n<p>1983: Initiative de d\u00e9fense strat\u00e9gique (IDS), dite aussi Guerre des \u00e9toiles : projet de r\u00e9seau de satellites dont le r\u00f4le serait la d\u00e9tection et la destruction de missiles balistiques lanc\u00e9s contre les \u00c9tats-Unis.<\/p>\n<p>XXIe si\u00e8cle: voir vid\u00e9o de l&rsquo;US Navy&#8230;<\/p>\n<p><iframe loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.dailymotion.com\/embed\/video\/x123yms?syndication=112040\" width=\"640\" height=\"360\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/p>\n<p>da<\/p>\n<p><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Cet article comprend de nombreuses informations concernant les lasers: leur fonctionnement, types, fabrication, puissance, s\u00e9curit\u00e9, etc.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_bbp_topic_count":0,"_bbp_reply_count":0,"_bbp_total_topic_count":0,"_bbp_total_reply_count":0,"_bbp_voice_count":0,"_bbp_anonymous_reply_count":0,"_bbp_topic_count_hidden":0,"_bbp_reply_count_hidden":0,"_bbp_forum_subforum_count":0},"categories":[75],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83"}],"collection":[{"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":29870,"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83\/revisions\/29870"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/xtrem-experiments.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}