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ossier
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Chacun de ces modes d’oscillation
de la lumière constitue un oscillateur
dont les vibrations peuvent être
excitées. La mécanique quantique
appliquée
à
cet
oscillateur
harmonique va imposer une nature
quantifiée à cette excitation, sans
qu’il s’agisse pour autant de
particules en tant que telles : l’énergie
emmagasinée par l’oscillateur croît
par incréments égaux appelés
quanta. C’est le seul sens que l’on
puisse donner à la notion de photon.
La cavité optique qui vient d’être
évoquée est précisément celle mise
en œuvre dans un laser. Celui-
ci produira donc naturellement
des ondes selon un mode
gaussien dont l’étendue sera
l’étendue de cohérence pour le
mode fondamental. Un ensemble
d’atomes est installé dans cette
cavité dans un état interne excité, ce
qui les rend plus disposés à émettre
de la lumière qu’à en absorber.
Cette émission est stimulée par le
champ qui s’établit graduellement
dans la cavité à partir d’un bruit
initial d’émission de lumière de
nature spontanée. Sa fréquence
est imposée par la longueur de la
cavité pour satisfaire une condition
d’interférences
constructives
lors des allers et retours de la
lumière dans la cavité optique. La
lumière ainsi engendrée est donc
temporellement et spatialement
cohérente, et va donc satisfaire
l’égalité dans les deux relations
précédentes.