Développement des sources lasers solides continues, visibles et stabilisées en fréquence PDF Download
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Author: Oussama Mhibik
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Languages : fr
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Book Description
Le traitement de l'information quantique, en particulier celui utilisant les centres colorés du diamant et la manipulation cohérente des ions de terre rare incorporés dans des matrices solides (Pr3+, Eu3+) et la spectroscopie à ultra-haute résolution, nécessitent des sources accordables ayant une faible largeur de raie. Or, dans la gamme rouge-orange (570-635 nm) où les diodes lasers font défaut et les lasers solides restent très peu développés, les lasers à colorants sont actuellement les seules sources de rayonnement cohérent disponibles. En revanche, ce type de laser est assez complexe et difficile à stabiliser au niveau du kHz à cause des bruits à haute fréquence générés par le jet de colorant.Pour répondre aux besoins des expériences citées ci-dessus, cette thèse vise à proposer une alternative “tout solide” aux lasers à colorants en explorant différentes possibilités pour la construction d'une source stable émettant dans l'orange-rouge. Dans ce but, nous avons proposé deux solutions:1. La première consiste à développer des oscillateurs paramétriques optiques. Dans cette voie, nous avons développé un OPO simplement résonant à doublage de fréquence intra-cavité et stabilisé en frequence au niveau du kHz.2. La deuxième consiste en un laser à base de fluorures dopés au Pr3+pompé par diode.
Author: Oussama Mhibik
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Languages : fr
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Le traitement de l'information quantique, en particulier celui utilisant les centres colorés du diamant et la manipulation cohérente des ions de terre rare incorporés dans des matrices solides (Pr3+, Eu3+) et la spectroscopie à ultra-haute résolution, nécessitent des sources accordables ayant une faible largeur de raie. Or, dans la gamme rouge-orange (570-635 nm) où les diodes lasers font défaut et les lasers solides restent très peu développés, les lasers à colorants sont actuellement les seules sources de rayonnement cohérent disponibles. En revanche, ce type de laser est assez complexe et difficile à stabiliser au niveau du kHz à cause des bruits à haute fréquence générés par le jet de colorant.Pour répondre aux besoins des expériences citées ci-dessus, cette thèse vise à proposer une alternative “tout solide” aux lasers à colorants en explorant différentes possibilités pour la construction d'une source stable émettant dans l'orange-rouge. Dans ce but, nous avons proposé deux solutions:1. La première consiste à développer des oscillateurs paramétriques optiques. Dans cette voie, nous avons développé un OPO simplement résonant à doublage de fréquence intra-cavité et stabilisé en frequence au niveau du kHz.2. La deuxième consiste en un laser à base de fluorures dopés au Pr3+pompé par diode.
Author: Oussama Mhibik
Publisher: Omniscriptum
ISBN: 9786131597862
Category :
Languages : fr
Pages : 168
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Le traitement de l'information quantique, en particulier celui utilisant les centres colorés du diamant et la manipulation cohérente des ions de terre rare incorporés dans des matrices solides (Pr3+, Eu3+) et la spectroscopie à ultra-haute résolution, nécessitent des sources accordables ayant une faible largeur de raie. Or, dans la gamme rouge-orange (570-635 nm) où les diodes lasers font défaut et les lasers solides restent très peu développés, les lasers à colorants sont actuellement les seules sources de rayonnement cohérent disponibles. En revanche, ce type de laser est assez complexe et difficile à stabiliser au niveau du kHz à cause des bruits à haute fréquence générés par le jet de colorant.Pour répondre aux besoins des expériences citées ci-dessus, cette thèse vise à proposer une alternative "tout solide" aux lasers à colorants en explorant différentes possibilités pour la construction d'une source stable émettant dans l'orange-rouge.
Author: Y. S. Liu
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Languages : en
Pages : 10
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Recent developments in high-power solid-state lasers (Nd:YAG, Nd:glass) have greatly improved both average power capability and beam brightness. This has been a result, to a large extent, of the development of the total-internal-reflection slab-type solid-state laser configuration, which provides a self-compensating mechanism to minimize the thermally induced distortion commonly observed in solid-state lasers. Near diffraction-limited, high peak power, high average power solid-state lasers are ideal pump sources for nonlinear frequency conversions using harmonic generation, stimulated Raman scattering and/or pumping dye laser s for ultraviolet (UV), visible, and infrared (IR) coherent light sources. Continuously tunable coherent sources covering a spectral range from 0.2 microns to beyond 3 microns, using these combined techniques, have been reported. (Author).
Author: Yann Louyer
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Languages : fr
Pages : 196
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Cette thèse s’inscrit dans le projet du développement d’une horloge optique basée sur une transition à deux photons de 661 nm de l’atome d’Ag. Pour profiter du facteur de qualité de la résonance, els atomes sont refroidis par un laser à 328 nm. Ce mémoire traite de la mise au point de sources lasers solides pour simplifier l’expérience actuelle. Le laser de Nd :YLF, pompé par diode laser, permet d’accéder aux longueurs d’onde 1322 nm et 1312 nm. Avec une et deux étapes de doublage en fréquence, nous obtenons les ondes à 661 et 328 nm. Afin de dimensionner différentes configurations laser, un modèle théorique a été testé. L’une d’elles a donné des sources continues, monomodes, d’environ 2 W dans l’infrarouge et, après doublage intracavité, 400 mW dans le rouge. Les probabilités de transition de l’atome d’argent calculées à l’aide des codes de Cowan ont permis de chiffrer l’ordre de grandeur de la puissance laser nécessaire et d’estimer la durée de vie du niveau métastable.
Author: Vincent Crozatier
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Languages : fr
Pages : 257
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Dans cette thèse, nous utilisons les propriétés spectrales remarquables des cristaux dopés aux ions de terre rare pour effectuer des opérations de transformation de Fourier temps-fréquence. Nous présentons ainsi la première démonstration expérimentale de traitement cohérent de signaux radiofréquences (RF) sur une large bande. Notre système utilise une séquence d'excitation à base d'impulsions balayées en fréquence, dérivée du processus d'écho de photons. Par cet algorithme, le spectre du signal RF à analyser est projeté dans le temps. Expérimentalement, nous avons relevé d'excellentes performances dans un cristal de Er:Y2SiO5, utilisant une transition optique dans la fenêtre télécom. En effet, la bande passante instantanée atteint 1,5 GHz, avec 24 000 canaux spectraux d'analyse. La résolution peut quant à elle descendre à 50 kHz, et la dynamique d'analyse est de 32 dB. Ces résultats ont été obtenus grâce au développement spécifique d'une source laser, dont la fréquence peut être accordée sur plusieurs GHz en quelques μs. Une boucle d'asservissement permet d'offrir une excellente précision de ces balayages en fréquence. D'autres sources laser ont également été mises au point. L'une d'elle utilise des structures d'optique intégrée, et une autre est asservie sur une cavité optique de référence, pour affiner sa largeur d'émission sous le kHz. Par ailleurs, nous présentons une première étude d'échos de photons obtenus en milieu amplificateur dans un cristal de Er:Y2SiO5. Ainsi, le rendement énergétique du processus est augmenté. De nouveaux mécanismes déphasants hors équilibre sont également mis en avant lors de la génération de l'écho de photons.
Author: Michaël Claudon
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Languages : fr
Pages : 195
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Ce mémoire présente des travaux portant sur le développement de trois sources lasers pompées longitudinalement par diodes laser et déclenchées activement par modulateur électro-optique pour deux applications spécifiques : la LIBS et le marquage par laser. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec deux sociétés : Bertin Technologies et SDAE.Le premier chapitre de ce manuscrit présente le développement d’une nouvelle source laser compacte, réalisée pour la société Bertin Technologies dans le cadre d’un projet de tri de matériaux plastiques par analyse spectroscopique de plasma induit par laser (LIBS). Cette technique d’analyse ponctuelle ainsi que le contexte spécifique du projet sont détaillés dans la première partie de ce chapitre. Ensuite, les différentes étapes de recherche et de développement qui ont permis d’aboutir à cette nouvelle source laser innovante, compacte et de hautes performances seront décrites en détail. Le second chapitre présente le développement de deux sources lasers pour le marquage industriel réalisées en partenariat avec la société SDAE. Après avoir présenté les principes et techniques généraux de l’application marquage ainsi que les contraintes spécifiques au projet, les deux sources lasers développées seront décrites. Des tests de LIBS et de marquage ont été réalisés grâce aux lasers développés
Author: Sylvie Yiou
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Languages : fr
Pages : 225
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Le cadre général de cette thèse est l'étude de nouvelles sources laser de forte luminance pour le pompage des amplificateurs, à fibre dopée erbium (EDFA), en particulier dans le domaine des télécommunications. Actuellement, les EDFA sont pompés par des diodes laser monomodes spatiales émettant à 980 nm une puissance maximale continue d'environ 300 mW sur une surface émettrice de 1 mM par 3 mM. Les diodes laser de plus forte puissance ont une surface émettrice plus large, typiquement 1 mM sur 100 à 200 mM. Il en résulte une dégradation de la qualité spatiale du faisceau dans le plan parallèle à la fonction de la diode. Dans cette direction, le faisceau est 10 à 20 fois limité par la diffraction, ce qui est un problème pour les applications qui nécessitent une forte densité de puissance sur une petite surface (comme par exemple le pompage des EDFA ou le pompage longitudinal des lasers solides). L'enjeu est de disposer d'une source laser monomode spatiale délivrant une puissance continue de l'ordre du watt à 980 nm. Lors de cette thèse, nous avons étudié deux voies. La première solution consiste à améliorer la qualité spatiale d'un faisceau de diode laser en effectuant un filtrage angulaire du faisceau. La technique utilisée est la mise en cavité externe d'une diode laser de puissance. Le filtrage angulaire est réalisé par un réseau de Bragg que nous avons conçu. La seconde solution pour obtenir une émission vers 980 nm dans un faisceau monomode spatial est d'utiliser le faisceau fortement multimode d'une diode laser de puissance pour pomper un cristal massif. Les cristaux dopés avec des ions ytterbium sont intéressants car ils peuvent présenter une raie d'émission vers 980 nm. Le problème est qu'il s'agit alors d'une vraie transition laser à 3 niveaux. Nous avons montré que par un bon choix de la matrice d'accueil et des conditions de pompage, il est possible de réaliser un laser efficace émettant vers 980 nm en pompage continu.
Author: Ngoc Diep Lai
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Languages : fr
Pages : 215
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Nous explorons quelques aspects nouveaux des lasers solides impulsionnels ou continus fonctionnant en régimes mono-fréquence ou bi-fréquence. Tout d'abord, nous avons mis au point quelques techniques pour optimiser les caractéristiques des lasers impulsionnnels. (i) Une faible modulation de la puissance de pompe a permis de rendre stable le taux de répétition avec une stabilité relative de 10-6. (ii) La durée des impulsions a été contrôlée continûment d'une dizaine de ns à quelques centaines de ns par trois méthodes différentes : l'ajustement du diamètre du faisceau laser dans l'absorbant saturable, l'ajustement du diamètre du faisceau de pompe dans le milieu actif, et, en particulier, l'utilisation des états fourchus dans un laser à deux axes. De plus, cette méthode des états fourchus a aussi permis (iii) d'augmenter l'énergie des impulsions par addition cohérente. Un laser tout compact Nd:YAG-Cr:YAG à deux fréquences dont la différence est continûment accordable jusqu'à 2,7 GHz a été construit. Les impulsions bi-fréquences sont idéales pour répondre aux besoins des applications telles que le lidar-radar Doppler. En outre, nous montrons que les impulsions bi-fréquences à 1550 nm peuvent être obtenues en utilisant un nouvel absorbant saturable Co: ASL taillé suivant l'axe c dans un laser Er-Yb: verre. Ces impulsions sont parfaitement adaptées aux systèmes de détection en espace libre nécessitant la sécurité oculaire. Le temps de cohérence du battement dans ces lasers a aussi été étudié : il est limité à la durée de l'impulsion. Une nouvelle technique de modulation de la puissance de pompe au voisinage de la fréquence d'oscillation de relaxation du laser a été étudiée et a permis d'obtenir des battements cohérents d'impulsion. La conversion de fréquence utilisant des effets optiques non linéaires a permis d'obtenir des sources bi-fréquences dans le visible. Des impulsions bi-fréquences vertes et rouges ont été obtenues. Une source THz dans le rouge a aussi étér éalisée en utilisant un laser à deux axes Er-Yb:verre doublé dans un cristal mixte "en éventail" de PPLN. Les applications à la génération de micro-ondes et d'ondes sub-millimétriques sont discutées.
Author: PHILIPPE. BERNASCOLLE
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Languages : fr
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PEU DE SOURCES LASERS SONT DISPONIBLES DANS LE DCOMAINE SPECTRAL DE L'INFRAROUGE LOINTAIN (LONGUEUR D'ONDE COMPRISE ENTEE 0,1 ET 0,5 MM). DANS LE CADRE DE CETTE THESE, NOUS AVONS DEVELOPPE ET OPTIMISE UN PETIT LASER HCN POMPE PAR UNE DECHARGE HAUTE FREQUENCE. CE LASER CONTINU AVEC UN FAIBLE ENCOMBREMENT (1 M DE LONGUEUR TOTALE) A PRODUIT 20 MW A 0,337 MM DE LONGUEUR D'ONDE. LE NIVEAU DE PUISSANCE ATTEINT PAR CE LASER EST SUFFISANT POUR QU'IL PUISSE ETRE UTILISE COMME SOURCE DANS DE NOMBREUSES EXPERIENCES DE PHYSIQUE, TOUT EN ETANT PLUS SIMPLE D'UTILISATION QUE LES LASERS EXCITES PAR UN POMPAGE OPTIQUE.
Author: OLIVIER.. MUSSET
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Languages : fr
Pages : 213
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Book Description
CE TRAVAIL DE THESE S'INSCRIT DANS LE THEME DE LA CONCEPTION ET DE LA REALISATION DE CAVITES LASERS UTILISANT DES CRISTAUX COMME MILIEUX AMPLIFICATEURS. LEUR COMPACITE, LEUR FIABILITE ET LA VARIETE DES LONGUEURS D'ONDE OBTENUES RENDENT CES LASERS PARTICULIEREMENT ATTRACTIFS POUR DE MULTIPLES APPLICATIONS. CETTE ETUDE SE DIVISE EN DEUX GRANDES PARTIES, LA PREMIERE TRAITE DES LASERS ACCORDABLES COMME LE SAPHIR DOPE TITANE OU LE FLUORURE LISRALF#6 DOPE CHROME ; LA SECONDE DES LASERS MONORAIES BASES SUR L'ION NEODYME INSERE DANS DES MATRICES DE KGD(WO#4)#2 (APPELLE KGW) OU D'ASL. CES DIFFERENTES SOURCES LASERS ONT ETE CARACTERISEES PAR LEURS PROPRIETES SPECTROSCOPIQUES, CRISTALLINES ET PAR LES DIFFERENTS DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX UTILISES. LES MODES D'EMISSION RELAXE ET DECLENCHE ACTIF OU PASSIF ONT ETE TESTES LORSQUE CELA ETAIT POSSIBLE. DEUX APPLICATIONS ONT ETE DEVELOPPEES POUR LE LASER TITANE : SAPHIR, LA PREMIERE EST CONSACREE AU POMPAGE D'UN CRISTAL DE ND:YAG POUR GENERER UNE EMISSION LASER IMPULSIONNELLE A 946 NM, LA SECONDE CONCERNE LA DERMATOLOGIE AVEC LA REALISATION D'UN LASER MEDICAL COMPLET. LE CRISTAL DE ND:KGW A PERMIS D'OBTENIR UNE SOURCE LASER A TRES FORT RENDEMENT (6%) FONCTIONNANT DANS DE MULTIPLES CONFIGURATIONS POUR DEUX LONGUEURS D'ONDE DIFFERENTES (1,06 M ET 1,35 M) AVEC DES PUISSANCES DE SORTIE IMPORTANTES (RESPECTIVEMENT 63 ET 25 W). LE ND:ASL, MALGRE DES RESULTATS INTERESSANTS, N'A PAS TENU SES PROMESSES PRINCIPALEMENT EN TERME D'EFFICACITE ET DE QUALITE DE FAISCEAU.
