LASERS: COURS ET EXERCICES

DANGOISSE

Table des matières

I - Principes de base et modélisation
- Interaction matière-rayonnement
- Modélisation du laser à deux niveaux
- Conclusion

. Compléments
A Coefficients d'Einstein
B Laser à trois niveaux
C Laser à quatre niveaux
D Équations réduites du laser
E Stabilité des régimes stationnaires du laser
F Exercices

II - Faisceaux gaussiens
- Propagation d'un rayon lumineux: les matrices ABCD
- Équations de Maxwell
- Faisceaux gaussiens
- Propagation d'un faisceau gaussien

. Compléments
A Quelques exemples de matrices ABCD
B Transformation des faisceaux gaussiens par une lentille mince
C Exercices

III - Les cavités
- Résonateur de Perot-Fabry
- Stabilité des résonateurs avec miroirs sphériques
- Modes propres de cavité
- Pertes dans un résonateur ouvert
- Conclusion

. Compléments
A Cavité en anneau
B Les cavités guide d'onde
C Optimisation du couplage vers l'extérieur
D Exercices

IV - Théorie semi-classique du laser
- Interaction matière-rayonnement
- Équations de Maxwell-Bloch
- Forme de raie
- Résumé

. Compléments
A Modèle de l'électron élastiquement lié
B Équations de Bloch du laser
C Classification des différents lasers
D Lamb dip
E Solutions stationnaires du laser
F Exercices

V - Comportement dynamique des lasers
- Comportement dynamique intrinsèque
- Modulation des paramètres du laser
- Synchronisation de modes
- Laser à signal injecté

. Compléments
A Le chaos déterministe
B Laser à absorbant saturable
C Laser bimode
D Exercices

VI - Principaux lasers
- Lasers à semi-conducteur
- Autres lasers

. Compléments
A Bandes d'énergie dans un semi-conducteur
B Dopage d'un semi-conducteur

VII - Optique non linéaire
- Polarisation non linéaire
- Mélange à trois ondes
- Mélange à quatre ondes
- La diffusion stimulée

. Compléments
A Oscillateur forcé dans un potentiel anharmonique
B Accord de phase par biréfringence
C Conversion paramétrique de fréquence
D Effet Pockels
E Modèle classique de diffusion Raman
F Modèle classique de diffusion Brillouin
G Exercices

VIII - Quelques applications des lasers
- Applications grand public
- Applications métroloainues
- Applications scientifiques
- Applications médicales
- Applications industrielles

. Compléments
A Balayage d'un faisceau
B Sécurité laser

Solutions des exercices
Bibliographie
Index des notations
Index

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