le rendement “intrinsèque”: Rt = (E, - E^I(E2 - Eo), rapport de l’énergie du photon émis à celle qu’il a fallu fournir à l’atome émetteur pour “monter” de Eo à E2 (processus que l’on appelle le “pompage”). Le second facteur qui limite le rendement des lasers est, précisément, la difficulté de “pomper” efficacement le niveau E2, c’est-à-dire à faire absorber par la transition Eo-^ E2 l'énergie d’une source extérieure. Dans notre cas, la première source à considérer est le flux solaire lui-même, que nous pouvons sensiblement considérer comme un corps noir vers 5900 °K. 2. LE POMPAGE SOLAIRE Nous sommes alors amenés à considérer deux types de lasers: ceux dont les amplificateurs sont des milieux gazeux, et ceux dont le milieu amplificateur est dense (liquides ou solides). 2.1 Les Milieux Gazeux Pratiquement, les niveaux d’énergie de ceux-ci sont très étroits, typiquement XEIE << 10'3 dans les conditions de température et de pression dans lesquelles ces milieux peuvent entretenir l’oscillation laser. On constate alors que le recouvrement entre le spectre solaire et celui d’absorption des gaz est très limité, le rendement énergétique ne pouvant pas, au mieux, dépasser quelques bEIE. La situation est encore plus défavorable si, comme il est fréquent, la fréquence associée à la transition de pompage se situe loin du maximum de rayonnement solaire. Dans le cas de CO2 et N2 (lasers à CO2), dont les raies d’absorption se situent vers 4.2 /zm (Fig. 2), le recouvrement Rv entre spectre solaire et raies d’absorption n’excède pas quelques 10-4 (Fig. 3), pour monter vers 10-3 dans le cas de CO (raies vers 2.3 /zm). Encore ces évaluations ne constituent elles qu’une limite supérieure du rendement de pompage, car les transitions En —> Et, dans ces gaz, sont relativement peu intenses, et correspondent à une absorption faible. La situation apparaît donc très défavorable pour une utilisation directe du pompage solaire par un laser à gaz. Des rendements plus élevés nécessiteraient des gaz amplificateurs présentant des
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