Le laser fête ses 50 ans

Le laser, nous l'utilisons quotidiennement sans même s'en rendre compte. C'est ce dimanche 16 mai que l'on fêtera le cinquantième anniversaire de cette découverte qui a révolutionné notre vie.

D'où vient-il ?

Tout d'abord, son nom: LASER vient de l'acronyme de "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation". Comprenez "amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement". Il a été inventé le 16 mai 1960 par Théodore Maiman en Californie. Ce physicien de 32 ans tentait de mettre en application un principe physique énoncé par Einstein en 1917. Ce principe indiquait qu'après une certaine stimulation, les atomes pouvaient émettre un photon (grain de lumière) d'une longueur d'onde précise. C'est à l'aide d'un cristal de rubis qu'il réussit à produire un rayon de lumière rouge, d'une régularité parfaite.

Comment fonctionne-t-il ?

Tout d'abord, il est nécessaire de composer une cavité constituée de deux miroirs. Ces miroirs sont disposés de part et d'autre d'un amplificateur constitué d'atomes excités. La lumière est ainsi piégée et amplifiée. Chaque rencontre entre un photon (particule élémentaire de masse nulle) et un atome excité engendre l'émission d'un nouveau photon identique (d'où une multiplication de photons et donc l'amplification de l'onde lumineuse).

L'un des miroirs est semi-transparent et laisse s'échapper une partie de la lumière qui constitue le rayon laser. Les photons se déplacent tous dans la même direction et au même rythme, à une vitesse de près de 300 000 km/s.

Aujourd'hui, plusieurs techniques ont été employées pour constituer un laser. On retrouve ainsi plusieurs types de laser, généralement classés en six familles, distinguées en fonction de la nature du milieu excité: les cristallins, le laser à gaz, à colorants, le laser à électrons libres (LEL), la diode laser, et le laser à fibre. Le laser est également répertorié par classe, selon sa puissance et sa longueur d'onde.

Son utilisation de nos jours

En cinquante ans, le laser a envahi de nombreux secteurs. Tout d'abord en médecine: son usage est devenu courant pour des opérations ophtalmologiques, permettant entre autre de corriger la myopie (première intervention chirurgicale en 1991), l'hypermétropie ou l'astigmatisme. Il est également utilisé en dermatologie, et permet également de détruire le cancer (thérapie photodynamique). C'est en 2008 qu'une tumeur au cerveau sera détruite pour la première fois grâce au laser. De même, on s'en sert pour l'épilation, la cautérisation des plaies, ou encore le détatouage.

Dans le domaine industriel, le laser a de multiples fonctions. Il permet de percer, découper, décaper, souder, marquer, plaquer, dessiner des motifs, ou encore réaliser des pièces à l'échelle du micron. Il est également devenu indispensable pour la sécurité: détection d'intrus, protection de frontières...

Dans notre usage quotidien, n'oublions pas qu'il permet de lire nos DVD, et aussi d'imprimer. Il est utilisé dans la communication (arrivée de la fibre optique dès les années 1970). Pour les plus bricoleurs d'entre nous, on s'en sert comme outil de mesure. Il peut remplacer le mètre ou le fil à plomb. Il est utilisé aux caisses de nos supermarchés (codes-barres), dans les avions (utilisation de gyromètres laser pour connaître leur position). Citons enfin son utilité pour rajouter une dimension: l'holographie couleur permet de faire de la photographie en trois dimensions.

Le marché mondial du laser représente environ six milliards de dollars, dont un peu plus de la moitié pour les télécommunications (fibre optique, stockage, lecteurs et graveurs DVD...). Le second domaine qui consomme le plus de lasers, pour environ deux milliards de dollars environ, est le micro-usinage.

Vous trouverez plus d'informations sur le photon ici ainsi que sur le laser ici et dans un dossier sur ce site.

Auteur de l'article: Cédric DEPOND