c) Descente lente du niveau 3 au niveau 1 avec émission d’un photon de longueur d’onde 
plus élevée. L’émission est alors spontanée et correspond à la fluorescence naturelle. La lu- 
mière émise est monochromatique, mais incohérente. 
E -l| 
cm 
Niveau 2, Energie W2 
T\ Niveau 3, Energie W7 
\ ^ Phonon 
Photon 
hV 
Photon h V 
"■** v'cv 
transition non radiative 
transition radiative 
Figure 1 
Pour obtenir l’effet laser, on excite le milieu par une lumière intense. On parvient 
alors à obtenir un niveau 3, plus peuplé. On se trouve en présence d’une inversion de popula 
tion, définie par rapport à la situation normale où les niveaux d’énergie les plus bas sont les 
plus peuplés. Une onde électromagnétique de fréquence correspondant à cette transition est 
alors amplifiée, la descente des électrons s’effectuant en avalanche. Chaque photon émis pro 
voque l’émission d’autres photons. 
Si l’on produit cette émission stimulée dans un résonnateur hyper-fréquence, qui en 
optique est un "Perrot-Fabry" constitué par un ensemble de deux miroirs plans ou concaves, 
face à face, le grand nombre de trajets de l’onde optique réfléchie crée la surtension nécessai 
re. C’est ce qui est réalisé dans les lasers à cristaux. 
Les lasers à rubis non déclenchés 
3+ % 
On utilise un rubis (cristal d’alumine Al 0 contenant des ions Cr ) cylindrique, 
O 
miroir 
opaque 
miroir 
' semi-transparent 
Fig. 2 - Laser à rubis. Principe 
- 50 -