LE LASER : principes et applications

de
l’ELECTRONIQUE QUANTIQUE
à
l’OPTIQUE QUANTIQUE
Claude Fabre
Laboratoire Kastler Brossel
Université Pierre et Marie Curie
et Ecole Normale Supérieure
Paris

Le 16 Mai 1960 T. Maiman produit le premier faisceau laser
C’est l’aboutissement d’un long processus conceptuel
plus que d’une amélioration des techniques optiques

But de cet exposé
Retracer les grandes lignes de ce processus:
- qu’est-ce que la lumière ?
- comment interagit-elle avec la matière ?
- Avant 1960 : « la préhistoire »
- Après 1960 : l’ « histoire »
Le laser permet de faire de nouvelles expériences
Et de produire de la lumière de plus en plus exotique
Les aspects quantiques sont primordiaux dans le laser
dans la matière, dans la lumière, dans leur interaction

Préhistoire du laser:
Une brève histoire
de la physique de
l’interaction matière-rayonnement

XIXème siècle:
- équations de Maxwell, découverte de l’électron
- spectroscopie: les corps simples absorbent
ou émettent la lumière à des fréquences bien définies
H.A. Lorentz (1892)
Théorie cohérente de l’interaction
entre matière et lumière:
Ondes électromagnétiques
interagissant avec charges
ponctuelles liées par une force harmonique
La lumière est absorbée lorsque sa fréquence est proche
des fréquences d’oscillation de l’électron.
Une variation d’indice est associée à l’absorption.
Pas de transfert d’énergie possible de la matière vers la lumière
Fin du XIXème siècle : les premiers pas