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A. Brignon
Energie
~ 3 2
(rapide)
7 (lent)
Bande de pompage
2
;ition
1
Niveau fondamental
3
710 (rapide)
Ni
N O
Densité de
population
Figure 20: Représentation sçliématique du fonctioniieinent d’un laser à quatre niveaux.
où ce est la section efficace d’émission et Nj représente la densité de population du niveau
j . Dans ce type de lasers, le niveau fondamental (niveau O de la Figure 20) est distinct
dii niveau bas de la transition laser (niveau 1). Ainsi, même avec un pompage modeste,
l’inversion de population entre les niveaux haut et bas de la transition laser est facile à
réaliser indépendamment du peuplement du niveau fondamental. Comme le niveau 3 de
pompage se relaxe rapidement vers le niveau haut de la tsraiisition laser, on a N3 2 O. Les
6qiiations de population des iiiveaux de la transition laser s’écrivent alors [2, 521
oii I = IE12 est l’intensité de l’onde (ou des ondes) optique(s), à la fréquence v, se
propageant dans le milieu laser et É, le champ électrique total. W p est le taux de pompage.
7 = T~~ est le temps de relaxation de la t,ransition laser où temps de fluorescence. g3
iiidique le nombre d’états que peut prendre l’atome dans le niveau j . g3 est appelé la
dbgénérescence du niveau j . Si les niveaux sont non-dégénérés, gi = g2 = 1. Le temps de
relaxation spontanée Teff est donné par
I
T e f f =
(47)
1 + 7 1 7 2 0 .
Bien souvent, la relaxation spontanée du niveau 2 vers le niveau O est négligeable. Dans
ce cas, 720 N CO et Teff N 7 .
D’après l’équation (46b), la population du niveau haut de la transition laser augmente
grâce au pompage optique et diminue sous l’effet des émissions stimulée et spontanée.
Quaiit i la population du niveau bas de la transition, elle augmente par émissions stimulée
ct, spontanée et diminue par relaxation non-radiative vers le niveau fondamental. Cette
Yelaxatioii est caractérisée par la constante de t>einps rlo. Dans un laser à quatre niveaux
idéal, cette relaxation se fait très rapidement de telle sorte que 710 Y O. Ainsi, la densité
A. Brignon
Energie
~ 3 2
(rapide)
7 (lent)
Bande de pompage
2
;ition
1
Niveau fondamental
3
710 (rapide)
Ni
N O
Densité de
population
Figure 20: Représentation sçliématique du fonctioniieinent d’un laser à quatre niveaux.
où ce est la section efficace d’émission et Nj représente la densité de population du niveau
j . Dans ce type de lasers, le niveau fondamental (niveau O de la Figure 20) est distinct
dii niveau bas de la transition laser (niveau 1). Ainsi, même avec un pompage modeste,
l’inversion de population entre les niveaux haut et bas de la transition laser est facile à
réaliser indépendamment du peuplement du niveau fondamental. Comme le niveau 3 de
pompage se relaxe rapidement vers le niveau haut de la tsraiisition laser, on a N3 2 O. Les
6qiiations de population des iiiveaux de la transition laser s’écrivent alors [2, 521
oii I = IE12 est l’intensité de l’onde (ou des ondes) optique(s), à la fréquence v, se
propageant dans le milieu laser et É, le champ électrique total. W p est le taux de pompage.
7 = T~~ est le temps de relaxation de la t,ransition laser où temps de fluorescence. g3
iiidique le nombre d’états que peut prendre l’atome dans le niveau j . g3 est appelé la
dbgénérescence du niveau j . Si les niveaux sont non-dégénérés, gi = g2 = 1. Le temps de
relaxation spontanée Teff est donné par
I
T e f f =
(47)
1 + 7 1 7 2 0 .
Bien souvent, la relaxation spontanée du niveau 2 vers le niveau O est négligeable. Dans
ce cas, 720 N CO et Teff N 7 .
D’après l’équation (46b), la population du niveau haut de la transition laser augmente
grâce au pompage optique et diminue sous l’effet des émissions stimulée et spontanée.
Quaiit i la population du niveau bas de la transition, elle augmente par émissions stimulée
ct, spontanée et diminue par relaxation non-radiative vers le niveau fondamental. Cette
Yelaxatioii est caractérisée par la constante de t>einps rlo. Dans un laser à quatre niveaux
idéal, cette relaxation se fait très rapidement de telle sorte que 710 Y O. Ainsi, la densité