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Commission I 
MESURE DE LA DISTANCE AVION-SOL 
A L'AIDE D'UN TÉLÉMÈTRE UTILISANT L'EFFET LASER 
Robert KLEIN 
Compagnie Générale de Télégraphie sans fil. 
I - L»EFFET LASER- LES LASERS A RUBIS 
Les lasers (Light Amplifier By Stimulated Emission of Radiation) sont des sourcés 
puissantes de lumière monochromatique et cohérente dans le temps et dans l’espace, dont le 
principe de fonctionnement utilise l’émission stimulée. 
En 1917, Albert Einstein établissait le bilan des échanges thermiques dans un ensem 
ble d’atomes placés dans une enceinte isolée. Il introduisait la notion de rayonnement "stimulé" 
donc contrôlable, par opposition au rayonnement spontané, responsable des sources lumineu 
ses incohérentes. Plus tard, R. Ladenburg et, en France, le professeur A. Kastler, ont noté 
la possibilité de mettre en évidence ce rayonnement induit. De nombreux chercheurs s’attachent 
alors à ce problème, et en 19 58, Schawlow et Townes signalent la possibilité d’obtenir une os 
cillation en onde optique, c’est le Laser. Actuellement, on peut obtenir plusieurs centaines de 
fréquences Laser s’étendant de l’ultra-violet à l’infra-rouge lointain. 
L’effet Laser 
Les lasers utilisent la propriété d’émission stimulée d’un électron en mouvement dans 
un atome. Rappelons tout d’abord brièvement en quoi consiste le phénomène d’émission stimu 
lée. 
Les électrons périphériques des atomes d’un milieu matériel peuvent changer de ni 
veau d’énergie en absorbant ou en émettant des photons. La fréquence des photons est liée à la 
différence de niveaux et W 2 considérés, par la relation 
W 2 - W 1 = h V 
où : h = constante de Planck et V = fréquence 
Lorsqu'un photon, dont la fréquence correspond à une transition possible, est absorbé, 
un électron passe du niveau au niveau Wg , pour en redescendre en général en réémettantun 
photon de même fréquence. 
En dehors de toute excitation extérieure, à la température du zéro absolu, tous les 
atomes se trouvent dans l’état d’énergie potentielle le plus bas; l’état de base. A une tempéra 
ture donnée, des niveaux supérieurs peuvent se peupler, sous l’effet de l’agitation thermique ou 
de l’action des photons émis par une source lumineuse. 
Dans un milieu fluorescent, ce phénomène s’effectue en trois temps (figure 1) ; 
a) Absorption du photon de courte longueur d'onde et passage rapide de l'électron du ni 
veau 1 dans un niveau 2 situé dans la bande d'absorption. 
b) Redescente rapide de l’électron du niveau 2 à un niveau 3, métastable par émission 
d’un phonon (transition non radiative).