Laser à liquide : qu'est-ce que c'est ?

Un laser à liquide, c'est un laser dans lequel le milieu excité est un liquide. Plus exactement, un colorant organique dilué dans un solvant - le plus souvent un alcool - maintenu dans une fiole en verre.

Avant d'aller plus loin, rappelons qu'à la base du fonctionnement d'un laser - pour Light amplification by stimulated emission radiation ou amplification de lumière par émission stimuléeémission stimulée de rayonnement -, il y a ce que les physiciensphysiciens appellent l'émission stimulée. Elle avait été prédite par Albert Einstein. Et veut que lorsqu'un photonphoton de la bonne énergieénergie passe à proximité d'un électronélectron excité, il facilite la transition de cet électron vers un état de plus faible énergie. Le processus s'accompagne de l'émission d'un photon identique à celui d'origine : même énergie, même fréquencefréquence, même longueur d'ondelongueur d'onde et même phase.

Dans un laser à liquide, c'est donc dans un colorant organique - le stilbène, la coumarine ou la rhodamine 6G6G, par exemple - que l'on va trouver les électrons prêts à se désexciter pour produire des photons.

Mélangée à du méthanol, de la poudre de chlorure de rhodamine 6G éclairée par un laser vert émet de la lumière jaune. © Zaereth, Wikipédia, Domaine public

Des lasers qui couvrent tout le spectre du visible

Suivant le mode de pompage - c'est-à-dire, la manière dont une décharge de photons va faire passer les électrons dans leurs états excitésétats excités, le plus souvent grâce à un autre laser, à gazgaz ou à solidesolide -, le rayonnement d'un laser à liquide peut aussi bien être continu que discontinu. Comprenez, constitué d'impulsions. Les premiers lasers à impulsions ultracourtes, d'ailleurs, étaient des lasers à liquide.

L'un des grands intérêts des lasers à liquide est qu'il est possible de régler de manière très précise les fréquences émises à l'aide d'un prisme. Il est aussi possible de choisir, sur tout le spectrespectre du visible, la longueur d'onde à laquelle le laser émet. Grâce au mélange et au dosagedosage du colorant. Et pour plus de précision encore, grâce à des filtres optiques.

Les lasers à liquide peuvent, par exemple, être utilisés pour des applicationsapplications aussi différentes que d'effacer des taches de naissance sur la peau ou pour séparer des isotopesisotopes. Mais ils restent difficiles à mettre en œuvre. Car le colorant doit circuler dans la zone de pompage pour éviter la destruction des moléculesmolécules. Et le mélange colorant/solvant a tendance à se dégrader au fil du temps.