J'ai chez moi un pointeur laser qui émet un faisceau vert (longueur d'onde de 532 nm). Il fonctionne avec deux piles LR03. C'est quand ces piles étaient à presque complètement vides que j'ai constaté quelque chose : en regardant dans le pointeur (qui n'émettait plus de faisceau), il était possible d'apercevoir une petite lumière… Rouge !
Un pointeur laser vert possède donc une diode rouge.
Pourquoi ?
En fait, il faut revenir à la définition du laser. C'est un signe signifiant « amplification de lumière par émission stimulée de radiations ». Le mot important ici, c'est celui qui est le moins attendu : « stimulée ».
L'émission stimulée (sous entendu de photons, donc de lumière) a été prédite par Einstein en 1917 (le premier laser n'a vu le jour que 40 ans plus tard…). En fait, il s'agit pour un électron excité de pouvoir émettre un photon parfaitement identique (même longueur d'onde, même direction, etc.) à un photon incident, et ce sans absorber le photon incident.
Partant avec un photon, on se retrouve à l'arrivé avec deux photons identiques.
Dans un dispositif laser, un matériaux capable de produire une émission stimulée se trouve entre deux miroirs : les photons produits font donc des allées-retours et se « clonent » à chaque passage.
Mais la diode rouge alors ?
Rappelez vous : une émission stimulée ne peut se produire que si un électron est déjà excité. Le rôle de la diode rouge, c'est d'exciter des électrons (les photons "rouges" sont absorbés) ; ensuite seulement, un photon passant par là le désexcite et se « clone ».
Donc, dans mon laser vert, la lumière rouge initiale n'est pas présente : elle est absorbée par le matériau, et ce dernier émet un photon « vert » lors du passage d'un précédent photon vert.
Si je voyais la diode rouge lorsque les piles sont à plat, c'est parce que l'émission stimulée n'était plus suffisante et le rayon ne se formait plus (pour les connaisseurs : il faut qu'il y ait une inversion de population entre les électrons dans leurs état fondamental et les électrons excités. Si les piles sont vides, l'inversion de population n'est plus possible : les photons rouges initiaux sont émis trop lentement).
(Ah, oui : mon schéma n'est pas correct pour le cas de mon laser : j'ai présenté deux niveaux, alors qu'il en faut au minimum 3 pour avoir le temps de créer une inversion de population. De plus, le rayonnement à 532 nm est est obtenu grâce à un filtre KTP, utilisé pour doubler la fréquence d'une émission ; ici, l'émission à 1064 nm du Nd3+)
Ah, et tiens, le principe de ces pointeurs est montré sur ce schéma.
