En physique optique, l’intensité I, par exemple d’un faisceau laser à un endroit donné, est généralement comprise comme la puissance optique par unité de surface, qui est transmise par une surface imaginée perpendiculairement à laLes unités de l’intensité optique (ou intensité lumineuse) sont W/m2 ou (plus communément) W/cm2.L’intensité est le produit de l’énergie du photon et du photon flux.It est parfois appelé flux d’énergie optique.,
pour une onde de propagation monochromatique, telle qu’une onde plane ou un faisceau gaussien, l’intensité locale est liée à l’amplitude E du champ électrique via
où vp est la vitesse de phase, c est la vitesse de vide de la lumière et n estPour les ondes non monochromatiques, les contributions d’intensité des différentes composantes spectrales peuvent simplement être ajoutées, si les notes de battement ne sont pas intéressantes.
les intensités et les puissances optiques sont normalement comprises comme des quantités moyennées sur au moins un cycle d’oscillation.,En d’autres termes, ils ne sont pas considérés comme oscillant sur l’échelle de temps d’une oscillation optique.
notez que l’équation ci-dessus ne tient pas pour des champs électromagnétiques arbitraires.Par exemple, une onde évanescente peut avoir une amplitude électrique finie tout en ne transférant aucune puissance.L’intensité doit alors être définie comme la grandeur du vecteur de Poynting.
lorsque la lumière est reçue par une surface, une intensité optique provoque une irradiance, qui est l’intensité multipliée par le cosinus de l’angle contre la direction normale.,
dans la technologie laser, on suppose souvent le même sens de l’intensité qu’une physique optique.Pour un faisceau laser avec un profil d’intensité à sommet plat (c’est-à-dire avec une intensité constante sur une certaine zone et une intensité nulle à l’extérieur), l’intensité est simplement la puissance optique P divisée par la surface du faisceau.Pour un faisceau gaussien de puissance optique P et de rayon gaussien W, l’intensité de crête (sur l’axe du faisceau) est
ce qui est deux fois plus élevé que ce qui est souvent supposé.,L’équation peut être vérifiée en intégrant l’intensité sur toute la surface du faisceau, ce qui doit aboutir à la puissance totale.
Dans un faisceau laser multimode, généré dans un laser où des modes de résonateur transversal d’ordre supérieur sont excités, la forme du profil d’intensité transversale peut subir des changements importants à mesure que les phases optiques relatives des modes changent avec le temps.L’intensité maximale peut alors varier, et peut se produire à des endroits à une certaine distance de l’axe du faisceau.,
les intensités optiques avec la signification telle qu’utilisée en physique optique sont pertinentes dans diverses situations:
- en conjonction avec les sections efficaces de transition, les intensités régissent les vitesses des transitions optiques, par exemple dans le milieu de gain laser.Forte saturation d’une transition optique à l’état d’équilibre se produit lorsque l’intensité dépasse l’intensité de saturation.
- La variation de l’indice de réfraction par L’effet Kerr dans un milieu transparent est l’indice non linéaire multiplié par l’intensité locale.,
- Les dommages induits par Laser d’un milieu peuvent se produire pour des intensités supérieures à un certain seuil de dommage, qui cependant ne peut généralement être atteint qu’avec des impulsions optiques, et dépend alors de la durée de l’impulsion.
- des intensités de crête extrêmement élevées peuvent être obtenues avec des impulsions ultracourtes amplifiées.Pour des intensités de 1014 W/cm2 ou plus dans un gaz, une génération harmonique élevée peut se produire.
- La Pression de rayonnement de la lumière incidente sur une surface est proportionnelle à l’intensité optique.
Faisceau profileurs peut être utilisé pour mesurer la forme du profil d’intensité d’un faisceau laser.,
