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Architecture Laser : Dynamique Quantique et Stabilisation

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Dans cours

ME-413: Introduction to additive manufacturing

The state of the art in the domain of additive production processes (the part is built by material addition without use of a shape tool) will be presented. The main application/benefits/shortcomings of the common additive processes as well as technologi ...

Description

Cette séance de cours couvre les aspects technologiques des processus additifs, en mettant l'accent sur les outils de consolidation utilisés, avec un accent particulier sur le laser comme l'outil le plus commun. Il explore la dynamique quantique d'une architecture laser standard, expliquant le concept d'inversion de population. La séance de cours traite également des processus d'émission et d'absorption stimulés, détaillant les principes de l'émission stimulée de rayonnement (SER) et de l'absorption stimulée de rayonnement (SAR). En outre, il explore la stabilisation de l'intensité de déplacement dans le résonateur laser, en soulignant le rôle des photons dans ce processus.

Enseignant·e·s (3)

Eric Boillat

Contact Microcity Phone: 41 21 69 54456 Enseignement et PhD A co-dirigé les thèses EPFL de Serguei Kolossov, Cédric André, Jamasp Jhabvala, Christoph Van Gestel, Tatiana Polivnikova, Nikola Kalentics Cours Introduction to additive manufacturing ME-413 On présente l'état de l'art dans le domaine des procédés addifitifs (où la pièce est fabriquée par ajout de matière sans utilisation d'outil de forme). Les applications/avantages/limitations des procédés principaux seront discutés ainsi que

Jürgen Brugger

I am a Professor of Microengineering and co-affiliated to Materials Science. Before joining EPFL I was at the MESA Research Institute of Nanotechnology at the University of Twente in the Netherlands, at the IBM Zurich Research Laboratory, and at the Hitachi Central Research Laboratory, in Tokyo, Japan. I received a Master in Physical-Electronics and a PhD degree from Neuchâtel University, Switzerland. Research in my laboratory focuses on various aspects of MEMS and Nanotechnology. My group contributes to the field at the fundamental level as well as in technological development, as demonstrated by the start-ups that spun off from the lab. In our research, key competences are in micro/nanofabrication, additive micro-manufacturing, new materials for MEMS, increasingly for wearable and biomedical applications. Together with my students and colleagues we published over 200 peer-refereed papers and I had the pleasure to supervise over 25 PhD students. Former students and postdocs have been successful in receiving awards and starting their own scientific careers. I am honoured for the appointment in 2016 as Fellow of the IEEE “For contributions to micro and nano manufacturing technology”. In 2017 my lab was awarded an ERC AdvG in the field of advanced micro-manufacturing.

Christophe Moser

Christophe Moser is Associate Professor of Optics and the Section Director in the Microengineering department at EPFL. He obtained his PhD at the California Institute of Technology in optical information processing in 2000. He co-founded and was the CEO of Ondax Inc (acquired by Coherent Inc.), Monrovia California for 10 years before joining EPFL in 2010. His current interests are ultra-compact endoscopic optical imaging through multimode fibers, multimode fiber lasers, retinal imaging and additive manufacturing via volumetric 3D printing with light. He is the co-founder of Composyt light lab in the field of head worn displays in 2014 (acquired by Intel Corp), Earlysight SA and Readily3D. He is the author and co-author of 75 peer reviewed publications and 45 patents.

Source officielle

Concepts associés (32)

Émission stimulée

thumb|Émission stimulée (lasers). L’émission stimulée (ou émission induite) est, en physique atomique, le processus de désexcitation d'un électron favorisé en illuminant l’atome d’une lumière ayant une longueur d’onde correspondant à l’énergie de transition entre les deux états électroniques. Ce processus, qui est la base du fonctionnement des lasers, ne peut être compris que dans le cadre de la théorie quantique des champs qui considère d’un point de vue quantique à la fois l’électron en orbite autour de l’atome ainsi que le champ électromagnétique qui interagit avec l’atome.

Laser

thumb|250px|Lasers rouges (660 & ), verts (532 & ) et bleus (445 & ). thumb|250px|Rayon laser à travers un dispositif optique. thumb|250px|Démonstration de laser hélium-néon au laboratoire Kastler-Brossel à l'Université Pierre-et-Marie-Curie. Un laser (acronyme issu de l'anglais light amplification by stimulated emission of radiation qui signifie « amplification de la lumière par émission stimulée de radiation ») est un système photonique.

Inversion de population

vignette|Association Warungi. En physique, notamment en physique statistique, une inversion de population se produit lorsqu'un système (à trois niveaux d'énergie minimum) comme un groupe d'atomes ou molécules, se trouve dans un état dans lequel la majorité des éléments sont dans un état excité plutôt que dans leur état fondamental, i.e. : > . Le phénomène d’inversion de population est une étape nécessaire dans le fonctionnement d'un laser. Avoir une population plus élevée dans le niveau de plus haute énergie que dans le niveau n'est pas une situation d'équilibre.

Coefficients d'Einstein

thumb|Raies d'émission et d'absorption comparées à spectre continu. On désigne par 'coefficients d'Einstein' un ensemble de coefficients permettant de décrire de manière simple et empirique les phénomènes d'absorption, d'émission spontanée et d'émission stimulée de photons par un atome. Cette description est couramment utilisée en physique des lasers. L'émission ou l'absorption d'un photon par un atome est toujours accompagnée par une transition entre deux niveaux d'énergie du cortège électronique (on peut souvent considérer que seul l'électron de plus haute énergie est concerné par les transitions).

Maser

vignette|Un Maser à hydrogène. Un maser (pour microwave amplification by stimulated emission of radiation) est un dispositif permettant d'émettre un faisceau cohérent de micro-ondes. Le maser a été inventé en 1953 à l'université Columbia par Charles Townes, et Herbert Zeiger. Il s'agissait alors d'un maser à ammoniac. C'est l'ancêtre du laser, nommé a posteriori par analogie avec le maser. Différentes sortes de maser ont été inventées : à ammoniac ; vignette|Fonctionnement du maser à hydrogène. à hydrogène.

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