Le mot « maser » (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) signifie amplification de micro-ondes par émission induite de rayonnement.
Les masers présentent un très grand intérêt historique. Celui à ammoniac, réalisé par Charles H. Townes et ses collaborateurs en 1954, a constitué la première preuve expérimentale de l'émission induite ou stimulée dont l'existence avait été prédite par Albert Einstein en 1917. Il a ensuite été possible à Charles H. Townes et Arthur L. Schawlow de prévoir la possibilité d'amplifier des ondes lumineuses et donc de réaliser les lasers (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Les masers amplificateurs ont contribué au développement de la radioastronomie, de la radiométrie et des liaisons par satellites, à une époque où peu d'amplificateurs présentaient la très grande sensibilité requise.
D'autres développements sont de nature fondamentale : ils concernent l'étude des propriétés statistiques de l'émission induite, lorsque la cavité résonnante ne contient qu'un très petit nombre d'atomes et de photons.
Les masers sont des appareils conçus à partir des propriétés quantiques d'interaction de la matière et du rayonnement. Ils peuvent fonctionner soit en oscillateurs hyperfréquences doués d'une très grande pureté spectrale, soit en amplificateurs hyperfréquences dont l'extrême sensibilité n'est limitée que par des phénomènes fondamentaux de fluctuation quantique.
Le maser à hydrogène a permis de réaliser l'horloge atomique qui présente la meilleure stabilité de fréquence à court et à moyen terme. Il subsiste quelques masers amplificateurs associés aux plus grandes antennes de réception de signaux en provenance de radiosources naturelles ou artificielles. Ils tendent à être supplantés par des dispositifs plus simples, utilisant, par exemple, des transistors à effet de champ.
1. Principes physiques
D'après les théories de Niels Bohr, un atome peut effectuer une transition entre deux niveaux d'énergie discrets E1 et E2 (E2 > E1), à condition que la loi de conse […]
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