Etudiant : OUALI ALI

Filière : LF SMP - Option Electronique

Encadrant : Pr. OUAZZANI TAYEBI HASSANI ABDALLAH

Annèe : 2025

Résumé : Ce mémoire s’est consacré à une étude approfondie des lasers, depuis leurs fondements théoriques jusqu’à leurs applications concrètes, en passant par une analyse rigoureuse de leurs caractéristiques physiques et technologiques. À travers une approche à la fois historique, théo- rique et expérimentale, cette étude a permis d'établir une vision holistique de cette technologie omniprésente dans le paysage scientifique et industriel contemporain. L'analyse rétrospective menée dans la première partie a mis en évidence le parcours évolutif remarquable des lasers, depuis leur conception théorique au début du XXe siècle jusqu'à leur matérialisation et leur diversification actuelle. L’examen des principes fondamentaux, tels que l’émission stimulée, l’inversion de population et les composantes essentielles d’un laser, a fourni une base théorique solide pour la compréhension des phénomènes en jeu. Une modéli- sation mathématique rigoureuse, notamment à travers l’étude des interactions matière-rayonne- ment et la dynamique des populations dans un système à deux niveaux, a permis d’établir un cadre conceptuel précis. La deuxième partie de cette recherche a adopté une perspective comparative pour examiner les différentes familles de lasers. L'analyse détaillée des lasers à solide, à gaz, à colorants et à semi- conducteurs a révélé comment les propriétés spécifiques de chaque milieu actif déterminent leurs performances et leurs domaines d'application privilégiés. Cette typologie a particulière- ment mis en lumière l’adaptabilité de la technologie laser, capable de répondre à des besoins variés qu'ils soient scientifiques, industriels ou médicaux, témoignant ainsi de leur polyvalence et de leur importance dans les technologies modernes. La troisième partie, a porté sur une étude numérique d'un laser Hélium-Néon, a permis de con- crétiser les concepts théoriques précédemment établis. Les simulations du spectre de gain et de la sélection des modes longitudinaux ont fourni des résultats quantitatifs particulièrement éclai- rants. L'observation des effets de la longueur de cavité sur la distribution modale et l'analyse des mécanismes de compétition entre modes ont validé les modèles théoriques tout en offrant des perspectives pratiques pour l'optimisation des systèmes laser. La visualisation du profil TEM₀₀ a par ailleurs confirmé de manière frappante les prédictions de l'optique gaussienne. En synthèse, cette recherche a permis d'établir un pont solide entre théorie et pratique dans le domaine des lasers. Elle a démontré comment la modélisation numérique peut servir de puissant outil pour la compréhension et l'optimisation des systèmes optiques. Ce mémoire constitue ainsi à la fois une synthèse des connaissances actuelles et un tremplin pour de futures dans ce domaine en perpétuelle évolution, cette étude confirme donc, le rôle central des lasers comme technologie clé de notre époque, tout en soulignant le potentiel considérable qu'ils recèlent encore pour les développements scientifiques et technolo- giques à venir.