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Pour élaborer un cristal parfait on part de la construction théorique à partir d’empilements réguliers et infinis d’atomes, ou de molécules selon des édifices structuraux pré établis. Mais les cristaux réels sont le siège de manquements aux empilements théoriques et présentent certains défauts structuraux au cours de leurs élaborations. Ceci nous amène à réfléchir à l’existence de ces matériaux réels en considérant que le cristal n’est pas infini, et d’autres parts les empilements ne se font pas d’une manière toujours régulière. Lors de la croissance cristalline, les défauts sont un phénomène inévitable, et peuvent se présenter sous diverses formes, comme par exemple, les défauts ponctuels, linéaires ou bien planaires. Cs défauts peuvent aussi se mouvoir dans les cristaux et font donc apparaitre d’autres phénomènes qu’on appelle phénomènes de diffusion. Les phénomènes de diffusion à l’état solide effectués par les atomes dans les défauts du cristal, n’existent que sous l’effet de l’agitation thermique. La diffusion est un phénomène important, qui est à la base de tous les traitements thermiques industriels conditionnant les propriétés structurales des matériaux en application.

Les lasers à solide utilisent des cristaux, des céramiques ou des verres dopés avec différents atomes comme milieu amplificateur de la lumière (le plus ancien est le laser à rubis). Ce sont les lasers les plus puissants. En effet, ils fonctionnent en général de manière discontinue (par exemple impulsions de 12.10^-15 s). Ils sont capables d'émettre aussi bien dans le visible que dans l'UV ou les rayons X.

Les lasers les plus utilisées actuellement sont les laser Nd : YAG dans les quels le chrome est remplacé par du néodyme et une partie des atomes d’aluminium par de l’yttrium (Y₃Al₅O₁₂ au lieu de 4 Al₂O₃).

Le pompage optique se fait par une lampe flash. Leur rendement est nettement supérieur à celui du «vieux » laser à rubis.

On trouve maintenant pour quelques dizaines d’Euro des pointeur laser vert, de la taille d’un gros stylo, formés d’une diode laser à 808 nm qui « pompe » un cristal de YVO₄ dopé au néodyme et émettant à 1064 nm et dont la fréquence est doublée par un cristal KDP à 532 nm.

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