Les lasers pulsés émettent de la lumière par impulsions brèves plutôt que continues. Voici leur principe de fonctionnement :
Stockage d'énergie :
Les lasers pulsés impliquent généralement le stockage d’énergie sur une période de temps avant qu’elle ne soit rapidement libérée pour générer une courte et intense explosion de lumière laser.
Mécanisme de pompage :
Les lasers pulsés utilisent un mécanisme de pompage pour exciter le milieu amplificateur, similaire aux lasers continus. Ce mécanisme de pompage peut être optique, électrique ou chimique, selon le type de laser.
Inversion de population :
Le processus d'excitation crée une inversion de population dans le milieu de gain, où il y a plus d'atomes ou de molécules dans un état excité que dans l'état fondamental.
Émission stimulée :
Lorsqu'un photon traverse le milieu amplificateur, il stimule les atomes ou molécules excités, les faisant passer à un état d'énergie plus faible, émettant ainsi un autre photon de même longueur d'onde et de même phase. Ce processus, appelé émission stimulée, conduit à l'amplification de la lumière.
Q-Switching ou verrouillage de mode :
Les lasers pulsés utilisent des techniques telles que le Q-switching ou le verrouillage de mode pour contrôler la libération de l'énergie stockée dans le milieu amplificateur. Ces techniques impliquent de manipuler les pertes de la cavité ou les propriétés du milieu amplificateur afin d'inhiber l'effet laser jusqu'à ce que le niveau d'énergie souhaité soit atteint.
Libération d'énergie :
Une fois que l'énergie stockée dans le milieu amplificateur atteint un certain niveau, elle est rapidement libérée, provoquant l'émission d'une impulsion laser brève. Cette impulsion peut avoir une puissance de crête très élevée par rapport à la puissance moyenne du laser.
Taux de répétition :
Les lasers pulsés peuvent fonctionner à différentes fréquences de répétition, qui déterminent la fréquence d'émission des impulsions. La fréquence de répétition peut varier d'un fonctionnement ponctuel (une seule impulsion est émise) à des fréquences élevées de l'ordre du kilohertz, voire du mégahertz.
Applications :
Les lasers pulsés sont utilisés dans diverses applications nécessitant un contrôle précis de l'énergie délivrée et des niveaux de puissance de crête élevés. Parmi celles-ci figurent le micro-usinage laser, l'ablation laser, la télémétrie laser, les procédures médicales, la spectroscopie et la recherche scientifique.
En contrôlant le timing et la durée des impulsions, les lasers pulsés permettent un traitement, une mesure et une manipulation précis des matériaux, ce qui en fait des outils précieux dans de nombreux domaines. Les caractéristiques et les performances spécifiques d'un laser pulsé dépendent de facteurs tels que le mécanisme de pompage, la durée et l'énergie de l'impulsion, ainsi que sa fréquence de répétition.
