David Madore's WebLog: Laser violet

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(mercredi)

Laser violet

Les lecteurs de longue date de ce blog se rappellent que je m'étais acheté un pointeur laser vert il y a quelques années. Ces choses sont autrement plus fascinantes que les bêtes pointeurs laser rouges : à puissance égale, ils sont incomparablement plus brillants, on voit même la tache sur une surface ensoleillée, et la nuit le rayon lumineux lui-même est visible. Ce n'est pas seulement plus amusant : la luminosité en plus a vraiment son intérêt et quand il s'agit d'attirer l'attention d'un auditoire, le point vert ultra-brillant d'un laser de 532nm fonctionne beaucoup mieux que la tache d'un laser rouge.

Quelques mots de plus sur la différence entre les pointeurs laser verts et les rouges. D'abord, les pointeurs laser verts (en tout cas, ceux qu'on trouve de nos jours à des prix raisonnables un peu partout) ne sont pas des vrais lasers verts : ce sont des lasers infrarouge qu'on fait passer par un milieu non-linéaire pour doubler sa fréquence ; c'est même encore plus compliqué que ça (une diode laser AlGaAs de 808nm est utilisée pour pomper un deuxième milieu Nd:YAG ou Nd:YVO4 qui lase à 1064nm, et c'est cette lumière-là dont la fréquence est doublée par un cristal KTP pour descendre à 532nm) : le résultat est qu'on perd pas mal en puissance et j'imagine en qualité optique, et que le dispositif peut chauffer (il ne faut pas laisser le laser allumé en permanence, sous peine de l'abîmer). Il y a des recherches en cours pour fabriquer une vraie diode laser verte, mais pour l'instant ça semble très difficile et exorbitant en prix. En tout état de cause, tous les pointeurs laser verts qu'on trouve dans le commerce sont d'une longueur d'onde de 532nm, soit un vert très légèrement bleuté, dont l'efficacité lumineuse est de 606lm/W, ce qui signifie qu'un laser de ≲5mW (la limite entre les classes IIIa et IIIb, donc ce qu'on vous vend habituellement) fait du 3lm, ce qui n'est pas énorme en soi (une ampoule à incandescence de 100W, le genre qu'on ne trouve plus en Europe, émet environ 1500lm), mais concentré dans une tache de peut-être 3mm² ça fait un éclairement d'autour de 1000000lx, soit quelque chose comme dix fois l'éclairement solaire direct en plein jour.

Les pointeurs laser rouges, eux, sont des vrais lasers : ils émettent une longueur d'onde entre 630nm et 680nm. Il doit exister plusieurs variantes, une à 635nm (probablement la plus chère), une à 645nm et une à 671nm, mais je ne suis pas très sûr de ces histoires ; il y a d'ailleurs des pages qui ne se mouillent pas et qui décrivent leur produit en donnant un intervalle assez large, probablement parce que le vendeur lui-même ne sait pas quelle est la longueur d'onde de son produit (s'il mérite le nom de laser, a priori, il n'y en a qu'une seule). Quoi qu'il en soit, dans cet intervalle-là, la longueur d'onde ne change quasiment pas la couleur qui sera perçue par l'œil humain, un rouge légèrement vineux : ce qui change énormément avec la longueur d'onde, c'est l'efficacité, entre 11lm/W et 190lm/W dans l'intervalle 630nm–680nm, comme quoi on a intérêt à chercher la longueur d'onde la plus faible possible pour faire un pointeur rouge assez brillant. Si j'en crois l'étiquette, le mien est à 650nm, c'est 76lm/W, donc 0.4lm pour ≲5mW, soit environ 8× moins brillant que le vert, ce qui semble coller au moins vaguement avec ce que j'observe.

J'ai bêtement perdu ce laser vert il y a trois semaines : je l'avais apporté pour faire passer les oraux (lors d'une présentation de TIPE, il y a un dialogue constant entre le candidat et les examinateurs, et il est très pratique de pouvoir désigner facilement un emplacement au tableau pour poser une question, signaler une erreur ou attirer l'attention pour toute autre raison), je l'ai bêtement laissé dans la salle où nous interrogions en pensant que, comme elle était fermée à clé, il n'y avait aucun risque, et pourtant il a disparu. C'est un peu contrariant vu qu'il avait coûté, quand même, une grosse centaine d'euros (et qu'indépendamment de ça je m'étais vaguement attaché à l'objet). J'ai dû finir les oraux au pointeur laser rouge (d'où la confirmation expérimentale de ce que je dis ci-dessus : c'est beaucoup moins efficace).

Je m'en suis racheté un (chez ThinkGeek parce que l'endroit où j'avais acheté le précédent traite un peu ses clients non-US comme de la merde), et j'ai profité de l'occasion pour acheter un pointeur laser violet, à 405nm (le laser des blu-ray, en fait), à l'extrémité de ce que l'œil humain peut percevoir (en-dessous de 390nm, on considère qu'on est dans l'ultra-violet). C'était un peu cher et il fallait des piles à la con (deux CR2), mais c'est très intéressant : certes, ce n'est vraiment pas très lumineux (l'efficacité à cette longueur d'onde est de 3.4lm/W — on voit qu'on est vraiment à la limite de la détection humaine —, donc mon laser doit faire dans les 0.015lm), mais d'une part la couleur est très belle (c'est le violet profond inimitable de ce qu'on voit des lampes à UV et des pétunias violets). Et d'autre part elle est assez loin dans le spectre pour causer la fluorescence de toutes sortes de choses (comme quoi il n'y a pas que les UV stricto sensu qui causent la fluorescence[#]) : notamment, quand on éclaire une feuille de papier blanc, ou un vêtement blanc (blanchi aux azurants optiques), la tâche passe du violet au bleu ; et j'imagine qu'éclairer un verre de Schweppes doit être intéressant aussi (le Schweppes fluoresce dans le bleu à cause de la quinine qu'il contient : c'est pour ça que le Gin&Tonic est populaire en boîte de nuit quand il y a des lampes à UV). Du coup, malgré sa faible luminosité, ce laser doit pouvoir fonctionner pas mal comme pointeur laser.

Il existe d'autres couleurs de pointeur laser : le bleu-vert de 473nm, par exemple, mais il est vraiment cher, ou même le le orange de 594nm, mais il n'est pas du tout donné non plus. J'attendrai que ça baisse en prix avant d'investir là-dedans.

[#] En fait, j'ai aussi observé de la fluorescence au laser vert : Quiès vend des petits bouchons pour oreilles en mousse de trois couleurs fluo (rouge, orange et vert), et les rouges et les orange, quand on les éclaire avec le laser vert, s'illuminent en jaune (ce n'est pas qu'un effet de rouge+vert=jaune, puisque si on éclaire n'importe quel autre objet rouge ou jaune avec le laser vert, il apparaît, fort logiquement, vert — il faut vraiment un effet non-linéaire pour faire naître une couleur différente à partir d'une lumière monochromatique).

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