Parfois la connaissance d’un peu de physique de base permet de comprendre des choses.

Aujourd’hui par exemple : j’ai reçu deux pointeurs laser vert (532 nm). Voulant les essayer, je met deux piles dedans. Ça ne marche pas.

C’est étrange, mais j’essaye deux autres piles : même résultat.
Manifestement quelque chose ne va pas avec ce pointeur laser. J’essaye dans le second : idem. Peut être que ça vient des piles ? J’utilise depuis des années des piles rechargeables, et ces piles sont censées être chargées, toutes.

Je remarque cependant que le pointeur laser (qui doit émettre un faisceau vert) émet plutôt un très faible faisceau rouge. Ceci n’est pas une surprise : le fonctionnement de ces pointeurs est tel que c’est une diode rouge qui excite un semi-conducteur, qui va à son tour émettre un faisceau infra-rouge de 1064 nm ; faisceau qui va finalement passer à travers un filtre KTP qui va diviser la longueur d’onde par deux, et on retombe bien sur nos 532 nm de lumière verte.
Bref, ici donc, il n’y a pas de production de la dite lumière verte. Cette lumière rouge n’est visible par ailleurs que quand les piles sont vides, ce qui n’est pas bien logique : comme j’ai dis, elles sont chargées…

Il se trouve que j’ai également un pointeur laser bleu (405 nm).
Après tests, mes piles fonctionnement parfaitement dedans, elles sont donc bien chargées.

C’est là que je me suis souvenu : les piles rechargeables habituelles (Ni-MH) ont une tension de sortie de 1,2 V. Deux piles totalisent donc une tension de 2,4 V. Les piles non-rechargeables (alcalines) ont une tension nominale de 1,5 V, et donc deux piles fournissent 3,0 V.
En général, que ce soit dans un Game-Boy, une lampe torche, ou une manette de XBox, ceci n’a aucune importance.

Dans un laser, la différence a une grande importance.

Pour qu’un pointeur laser (ou toute source laser d’ailleurs) fonctionne, il faut que les électrons dans la source laser soient excités. Plus précisément, la population d’électrons excités doit être plus importante que la population d’électrons désexcités.
Ces électrons excités vont se désexciter et émettre un photon qui va lui-même engendrer d’autres photons en passant à côté des autres électrons : c’est ce qu’on appelle l’émission stimulée (le « S » dans « LASER »). Si les électrons se désexcitent avant que les autres soient excités, alors l’émission stimulée ne fonctionne pas. Et c’est ce qui se passe ici : la trop faible tension des piles rechargeables ne suffit pas à provoquer l’émission stimulée et donc à produire un faisceau laser : tout ce qu’on voit c’est une très faible lueur rouge…

La raison à cela est la nature d’une diode (lumineuse ou non) : les diodes ont une tension de seuil, en dessous de laquelle elles ne laissent pas passer le courant, ou alors très peu (voire trop peu) comme dans le cas présent. C’est la raison qui fait que la diode rouge ne produit pas assez de photons et qui empêche l’émission laser.

Pour parvenir à cette conclusion, j’ai légèrement réchauffé les piles rechargeables : ne les frottant dans les mains ou en les posant une minute ou deux contre un radiateur. Et là… miracle : le pointeur laser fonctionne ! Faiblement, certes, mais ça fonctionne. Le fait de réchauffer les piles a pour effet d’augmenter légèrement la tension de sortie, et cette augmentation a dû suffire pour dépasser la tension de seuil de la diode.

Je suis ensuite allé chercher des piles alcalines au coin de la rue : sans surprises, le pointeur laser fonctionne parfaitement avec des piles alcalines.
Ce qui est un peu normal au fond : le pointeur laser est prévu pour fonctionner sous 3 V de tension, et ici, une tension plus basse ne pardonne pas…

Au passage, si mes piles rechargeables à 1,2 V permettent à mon pointeur laser bleu de fonctionner, c’est simplement que le circuit électronique de ce pointeur utiliser une source laser différente, avec probablement une autre diode, dont la tension de seuil est plus basse, et donc atteinte même avec 2,4 V.

Bref, aujourd’hui la science a permis à deux piles rechargeables de ne pas finir à la benne :D