Polarisation du rayonnement laser

Dans la plupart des cas, la lumière émise par le laser est polarisée. Habituellement polarisé linéairement, c'est-à-dire que le champ électrique oscille dans une direction spécifique perpendiculaire à la direction de propagation du faisceau laser. Certains lasers (par exemple, les lasers à fibre) ne produisent pas de lumière polarisée linéairement, mais d'autres états de polarisation stables, qui peuvent être convertis en lumière polarisée linéairement en utilisant une combinaison appropriée de lames d'onde. Dans le cas d'un rayonnement à large bande, et l'état de polarisation dépend de la longueur d'onde, le procédé ci-dessus ne peut pas être utilisé.

Figure 1 : Rayonnement laser avec différents états de polarisation, avec plusieurs impulsions se propageant de gauche à droite.

Dans certains cas particuliers, des faisceaux polarisés radialement peuvent être générés, c'est-à-dire que la direction de polarisation dans la section transversale du faisceau est radiale. Généralement, le rayonnement polarisé radialement est obtenu en polarisant d'abord la lumière à travers certains éléments optiques, ou il peut être obtenu directement à partir d'un laser. L'avantage de cette méthode est que les pertes de dépolarisation peuvent être évitées et qu'elle peut être appliquée aux lasers en vrac à l'état solide.
Un rayonnement laser polarisé est requis dans de nombreuses applications. Par exemple:
Conversion de fréquence non linéaire, où l'adaptation de phase peut être satisfaite dans une seule direction de polarisation
Deux faisceaux laser sont nécessaires pour le couplage de polarisation (voir combinaison de faisceaux de polarisation)
Traitement des faisceaux laser dans des dispositifs dépendant de la polarisation tels que les interféromètres, les amplificateurs optiques à semi-conducteurs et les modulateurs optiques
Il existe également des lasers (de nombreux lasers à fibre) qui émettent une lumière non polarisée. Cela ne signifie pas que la sortie du laser est une lumière non polarisée. Les puissances des deux composantes de polarisation sont égales à tout moment, et les amplitudes des deux sont complètement indépendantes. C'est juste que l'état de polarisation est très instable, par exemple en raison des fluctuations de température ou des changements entre différentes directions. Afin d'obtenir une lumière complètement non polarisée, certaines optiques de dépolarisation sont nécessaires.
Le degré de polarisation de la lumière polarisée linéairement est caractérisé par le rapport d'extinction de polarisation (PER), qui est défini comme le rapport de la puissance dans les deux directions de polarisation, en décibels. Le taux d'extinction du polariseur doit être supérieur à celui du faisceau laser.