Un laser est un appareil qui produit une lumière vive et aux propriétés électromagnétiques intéressantes. Contrairement à la lumière normale, la lumière émise par un laser est :

La dernière propriété intéressante d'un laser est que c'est une source de lumière cohérente, c'est-à-dire que ses ondes lumineuses ont toutes la même fréquence et la même phase (les crêtes et le creux se superposent), c'est notamment ce qui permet d'utiliser la lumière du laser pour transporter des informations dans des fibres optiques.

Le nom « laser » vient de l'acronyme de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ; c'est de l'anglais qui veut dire « amplification de la lumière par émission stimulée de radiation ».

Un faisceau laser est si intense qu'il peut percer de l'acier, et par rapport à sa taille, il est plus brillant que le Soleil.

Le principe du laser est décrit dès 1917 par Einstein, mais ce n'est qu'en 1953 que le premier prototype utilisant ce principe est construit. Ce n'est pas encore de la lumière qui est amplifiée, mais des micro-ondes. Le premier vrai laser est obtenu en 1960 par Théodore Maiman ; la lumière (rouge) est amplifiée par un rubis artificiel. Un an plus tard, Ali Javan met au point un laser au gaz (hélium et néon), puis en 1966, Peter Sorokin construit le premier laser à liquide.

Le laser reste une invention sans application pratique jusqu'en 1974, avec l'introduction des lecteurs de codes-barres. En 1978, les disques laser sont introduits, mais les disques optiques ne deviennent d'usage courant qu'en 1982 avec le disque compact (compact disc ou CD), puis le DVD.

L'intérieur d'un laser est composé d'un petit compartiment rempli soit de gaz, généralement de l'hélium ou du néon, soit d'un cristal solide ou liquide, généralement un cristal de rubis. On appelle cela la « matière laser ».

Une rafale de photons (particule de lumière) excite les atomes de la matière laser. Ces atomes émettent alors d'autres photons qui vont exciter d'autres atomes jusqu'à ce que les photons soient réfléchis sur un miroir, ils repartent alors en sens inverse et arrivé au second miroir, le faisceau sort par un trou à l'intérieur.

Parfois, pour faire un exposé ou un cours, on utilise un pointeur laser. C'est un tout petit laser, grand comme un stylo, qui émet un rayon vert ou rouge et permet d'indiquer ce dont on parle sur un écran.

On se sert aussi de lasers pour lire les informations sur les CD dans les lecteurs CD et DVD, ou pour lire les codes-barres.

En médecine, on utilise des lasers à gaz dont le faisceau lumineux est plus faible entre autres pour corriger les défauts de la vision en modelant l'œil avec le faisceau laser, qui permet d'être très précis parce qu'il peut être très fin. Il s'agit de lasérothérapie.

Les lasers sont également utilisés pour des raisons esthétiques. Comme leur faisceau est très fin, on peut grâce à eux dessiner des images de lumière, en projection sur un mur, ou dans de la fumée. Ce procédé est très prisé de certains artistes.

Les lasers sont utilisés pour graver la surface de certains matériaux. C'est le cas des graveurs de CD et de DVD. La différence entre les deux est la longueur d'onde du laser : plus celle-ci est petite, plus le laser peut graver des choses petites. C'est pourquoi, entre un CD et un DVD qui ont pourtant la même taille, on peut graver six fois plus de choses sur un DVD que sur un CD.

Cette propriété des lasers est également utilisée pour restaurer la surface des monuments publics salis par la pollution atmosphérique. Le laser va vaporiser la saleté, mais laisse intacte la pierre qui est dessous.

Le laser est utilisé aussi dans le télémètre laser, un appareil de mesure très précis (Voir plus loin la mesure Terre-Lune). Cet appareil sert dans la construction des bâtiments pour connaitre la hauteur ou la largeur d'une pièce.

Le laser est aussi utilisé pour enlever des tatouages, mais ceci laisse des traces.

Le laser fort et concentré peut être dangereux car il peut provoquer :

Pour éviter cela, il faudrait réduire en durée notre exposition sous un laser.

Comme tous les rayons de lumière, un rayon laser ne se voit pas normalement. Si on le voit comme sur la plupart des photos, c'est qu'il y a de la poussière ou de la vapeur d'eau dans l'air, qui est éclairée par le laser et qui renvoie une partie de sa lumière.

Par exemple, lorsqu'on utilise un pointeur laser, on voit un point de lumière sur l'objet qui est visé, mais rien entre le pointeur et cet objet.

Dans La Guerre des étoiles, par exemple, on peut voir des pistolets laser et des sabres laser. C'est impossible dans la réalité : un pistolet lance un rayon court (on a l'impression d'un projectile), alors qu'un laser est continu ou lance une impulsion laser tellement brève que l'on n'a aucune chance de la voir. Pareil pour les sabres : si les lames étaient des lasers, elles n'auraient pas de fin ; un rayon laser ne s'arrête pas après une certaine distance s'il n'y a pas d'obstacle comme un objet au bout.

Cela dépend desquels. Ceux qu'on peut voir tous les jours, non, pas vraiment. Il faut quand même faire attention à ne pas regarder directement le rayon, par exemple, avec les pointeurs laser. C'est comme pour le Soleil : on ne peut pas regarder le Soleil en face parce qu'on se brûlerait les yeux. Pour un laser : si on le regarde directement, il peut brûler gravement parce qu'il n'y a pas beaucoup d'énergie, mais qu'elle est très concentrée.

Ceux qu'on trouve dans les laboratoires ou dans les usines peuvent être beaucoup plus puissants et donc plus dangereux, mais comme les seuls qui les utilisent sont prévenus et font attention, il n'y pas vraiment de risques. Quand on travaille avec un laser, généralement on porte des lunettes spéciales, faites pour ne bloquer que la couleur du laser.

Lors des missions Apollo (XI, XIV et XV), les astronautes ont déposé des miroirs sur la Lune. Deux sondes automatiques soviétiques (Lunokhod 1 et 2), qui se sont posées sur la Lune, comportent également des miroirs. Avec un rayon laser envoyé depuis la Terre, on mesure la distance entre la Terre et la Lune en calculant le temps mis par le rayon pour aller sur la lune et revenir sur Terre.

En effet, la vitesse de la lumière est constante et connue et le laser a une épaisseur très fine qui s'élargit très peu. Grâce à cette méthode, on mesure que la Lune orbite autour de la Terre à une distance d'environ 384 400 km avec une précision inférieure au cm.

Cliquez sur l'image pour l'agrandir ! Vous verrez le faisceau laser qui fait la mesure !