Le laser dans la chirurgie réfractive
L'évolution du laser
Depuis 1960, le laser s'est continuellement développé pour répondre aux besoins de l'Homme. En effet, les scientifiques ont su le perfectionner et faire du laser un outil essentiel de notre quotidien.
Pour en savoir plus sur son évolution, nous vous proposons d'étudier la frise chronologique qui relate sommairement l'histoire du laser, puis de nous intéresser en détail aux évenements qui ont marqué le XXe siècle dans la communauté scientifique.
Frise chronologique de l'évolution du laser
En 1900
Max Planck découvre la quantification de l’énergie. Cette découverte suggère que l'échange d'énergie entre les ondes et la matière est discontinu et s'effectue par "grains" de rayonnement : on les appelle des "quanta d'énergie" ou quelques années plus tard, des "photons".
En 1916-1917
Alfred Einstein décrit et quantifie l'absorption de rayonnement et l'émission spontanée. Il démontre que la lumière peut non seulement être absorbée par un milieu mais qu’elle peut également être amplifiée par celui-ci.
Einstein ajoute aux deux processus précédents un nouveau mode d'interaction atome-lumière : l'émission stimulée.
Wikipédia
The News Doctors
Alfred Kastler
Likesucess
En 1950
De nombreux physiciens s'intéressent à l’amplification par émission stimulée de longueurs d’ondes plus courtes que les micro-ondes. C'est en particulier grâce aux travaux d’Alfred Kastler et Jean Brossel, que la possibilité d’amplifier un rayonnement fut réellement démontrée, par la mise au point du "pompage optique".
En 1953-1954
Les américains Charles Townes et Arthur Schawlow et les soviétiques Alexandre Prokhorov et Nicolaï Basov participent à la mise au point d'un appareil capable d'amplifier les micro-ondes à l'aide de l'émission stimulée (qui repose sur l'inversion de population). Il s'agit d'une version micro-onde du laser, appelé MASER (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Charles Townes et Arthur Schawlow
Alexandre Prokhorov et Nicolaï Basov
Science Clarified
Gettyimage
En 1957
Le physicien américain Gordon Gould définit et invente le terme LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Bright Idea: the First Lasers
En 1958
Arthur Schawlow et Charles Townes publient les principes de réalisation d'un appareil semblable au MASER mais qui est capable cette fois d'amplifier la lumière. Ils le nomment "MASER optique" mais cette dénomination est progressivement abandonnée au profit du mot LASER, terme inventé une année plus tôt.
C.Townes et A. Shawlow sont officiellement reconnus comme les inventeurs du laser. C'est dans cette perspective, que les deux chercheurs américains reçoivent le prix Nobel, séparément, en 1964 et en 1981.
Mais après des débats intenses et un long procès qui les oppose à G. Gould, il a été reconnu que les principes essentiels de réalisation des lasers avaient déjà été définis dès 1957 dans un travail non publié ni breveté, mais enregistré.
La course au laser est lancée... cependant sa réalisation reste compliquée.
diabetesNews
En 1960
Dans les laboratoires de Hughes Aircraft Laboratories (Californie), Théodore Maiman, physicien américain, réalise en secret le premier laser au monde, en utilisant un cristal de rubis stimulé par une lampe éclair de grande puissance.
En effet, il est le premier à choisir une façon différente pour la démonstration pratique du laser à émission stimulée. T. Maiman réalise son premier laser avec de nouveaux outils tout à fait différents.
C’est donc 43 ans après la découverte de l’émission stimulée, que les premiers photons sont contrôlés par l’Homme et produits par un dispositif simple : T. Maiman a réalisé le tout premier laser continu au monde. Il reçut le Japan Prize en 1987 et entra dans le National Inventors Hall of Fame (organisation qui honore les réalisations des inventeurs en tout genre).
bio.com
En 1961
Un an après cette invention extraordinaire, le laser à gaz "Hélium-néon"est inventé par Ali Javan. C’est un laser encore couramment utilisé de nos jours, qui donne une lumière rouge, caractéristique du néon (gaz noble) utilisé dans le milieu actif de ce laser.
Rapidement d’autres types de laser sont mis en place, puis perfectionnés au cours des années.
The Array of Contemporary American Physicists
En 1966
La distance Terre-Lune est, pour la première fois, calculée par un émetteur laser.
En 1979
Dans le domaine industriel, on assiste à la réalisation de la première machine de tôlerie, associant la découpe laser au poinçonnage (véritable révolution dans ce domaine : gain d'énergie, de temps et donc d'argent).
Laser Force
En 1999
Ahmed Zewail, au California Institute of Technology, observe en temps réel une photodissociation (dissociation d'une molécule sous l'effet d'un rayonnement lumineux). Cette découverte se fait à l'aide d'un laser à impulsions ultracourtes (de l'ordre de quelques femtosecondes). Cette toute première observation en temps réel d'une réaction chimique est considérée comme l'étape fondatrice de la « femtochimie ».
Southern California Section of the American Chemical Society
En 2010
On fête le 50e anniversaire du laser au CNRS : la lumière laser est une véritable révolution dans notre quotidien.
Gérard Mourou
Southern California Section of the American Chemical Society
En 2013
Un nouveau laser aux performances exceptionnelles a été mis au point par une équipe de chercheurs, dirigée par le physicien français Gérard Mourou.
Cet outil est capable d'applications révolutionnaires comme :
- la conception d'une nouvelle génération d'accélérateurs de particules plus compactes et plus puissantes
- la possibilité de traiter les déchets nucléaires en réduisant considérablement leur période radioactive
- l’amélioration de certains traitements du cancer en perfectionnant la technique de protonthérapie (procédé consistant à détruire les cellules cancéreuses en les bombardant d'un faisceau de protons).
Ces applications seront accessibles d'ici quelques années, grâce au laser CAN (Coherent Amplifying Network = Réseaux Amplificateurs Cohérents).
Futura Matière
Phénomène de fusion se produisant dans les étoiles
En 2015
Un nouveau projet est prévu au CEA, près de Bordeaux : le "laser Mégajoule". Cet outil doit permettre d'étudier, à l'échelle microscopique, les propriétés de la matière sous l'effet de très hautes températures et densités (matière à l'état de plasma). Cela permettra de recréer les conditions de réalisation de la fusion thermonucléaire (phénomène que l'on retrouve dans les étoiles, comme le Soleil par exemple).
