Développement d'un amplificateur laser titane Saphir 10 kHz PDF Download
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Author: Guillaume Matras
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Ce mémoire présente les résultats de travaux de thèse menés dans le cadre d'une convention CIFRE en collaboration avec la laboratoire Hubert Curien à Saint-Etienne et la société Thales Laser à Orsay. L'objectif principal de ces travaux était la réalisation d'un système amplificateur femtoseconde à base de cristal de saphir dopé titane cadencé à un taux de répétition de 10 kHz répondant au besoin industriel dans le domaine du micro-usinage laser. Des études préalables, à la fois théoriques et expérimentales, ont permis de caractériser avec précision la lentille thermique induite dans un cristal refroidi par eau fortement pompé sur un faible diamètre. Une cavité amplificatrice régénérative adaptée a pu alors être conçue. Des impulsions d'énergie relativement élevée ont pu être extraites de cette cavité. L'utilisation d'un deuxième étage amplificateur double-passage a permis d'augmenter significativement cette énergie. L'intérêt de cette source a été validé à travers des applications de micro-usinage. Le but de ces expérimentations était de démontrer le maintien du taux d'ablation et de la qualité d'usinage dans les métaux et acier tels que l'inox 316L, le tantale, le cuivre, le nickel et encore l'aluminium, lorsqu'on augmente le taux de répétition dans une plage de fluence centrée autour de la fluence optimale définie dans ce mémoire. Dans des conditions proches des conditions industrielles, des séries de fentes ont été usinées à différentes fluences et différentes cadences : 1, 5, 10 et 15 kHz. Leurs profondeurs ont été mesurées au profilomètre optique afin d'en déduire le taux d'ablation. Elles ont été également observées au MEB pour comparer la qualité d'usinage. Les résultats n'ont pas montré de baise de taux d'ablation et de dégradation de la qualité d'usinage quand la cadence augmente de 1 à 15 kHz validant ainsi l'intérêt de la source femtoseconde 10 kHz développée
Author: Guillaume Matras
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Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Ce mémoire présente les résultats de travaux de thèse menés dans le cadre d'une convention CIFRE en collaboration avec la laboratoire Hubert Curien à Saint-Etienne et la société Thales Laser à Orsay. L'objectif principal de ces travaux était la réalisation d'un système amplificateur femtoseconde à base de cristal de saphir dopé titane cadencé à un taux de répétition de 10 kHz répondant au besoin industriel dans le domaine du micro-usinage laser. Des études préalables, à la fois théoriques et expérimentales, ont permis de caractériser avec précision la lentille thermique induite dans un cristal refroidi par eau fortement pompé sur un faible diamètre. Une cavité amplificatrice régénérative adaptée a pu alors être conçue. Des impulsions d'énergie relativement élevée ont pu être extraites de cette cavité. L'utilisation d'un deuxième étage amplificateur double-passage a permis d'augmenter significativement cette énergie. L'intérêt de cette source a été validé à travers des applications de micro-usinage. Le but de ces expérimentations était de démontrer le maintien du taux d'ablation et de la qualité d'usinage dans les métaux et acier tels que l'inox 316L, le tantale, le cuivre, le nickel et encore l'aluminium, lorsqu'on augmente le taux de répétition dans une plage de fluence centrée autour de la fluence optimale définie dans ce mémoire. Dans des conditions proches des conditions industrielles, des séries de fentes ont été usinées à différentes fluences et différentes cadences : 1, 5, 10 et 15 kHz. Leurs profondeurs ont été mesurées au profilomètre optique afin d'en déduire le taux d'ablation. Elles ont été également observées au MEB pour comparer la qualité d'usinage. Les résultats n'ont pas montré de baise de taux d'ablation et de dégradation de la qualité d'usinage quand la cadence augmente de 1 à 15 kHz validant ainsi l'intérêt de la source femtoseconde 10 kHz développée
Author: DOMINIQUE.. DESCAMPS
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 301
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Book Description
CE MEMOIRE PRESENTE L'ETUDE ET LA REALISATION D'UNE CHAINE DE PUISSANCE MIXTE TI : SAPHIR - ND : VERRES CAPABLE DE DELIVRER UNE PUISSANCE CRETE DE 100 A 200 TW EN UNE IMPULSION DE 300 FS QUI UNE FOIS FOCALISEE PERMET D'ATTEINDRE UNE DENSITE DE PUISSANCE PROCHE DE 10#2#0 W/CM#2. L'AMPLIFICATION D'IMPULSIONS BREVES A NECESSITE LA MAITRISE DE LA TECHNIQUE D'ETIREMENT ET DE COMPRESSION TEMPORELS (CPA). AINSI NOUS AVONS ETIRE LES IMPULSIONS ISSUES DE L'OSCILLATEUR D'UN FACTEUR 1.5 10#4. L'UTILISATION DE DOUBLETS DANS LA CONFIGURATION DE L'ETIREUR A REDUIT LA DISTORSION DE LA DERIVE EN FREQUENCE INTRODUITE PAR LES ABERRATIONS SPHERIQUES ET CHROMATIQUES D'UNE LENTILLE ET A AMELIORE LA COMPRESSION DE L'IMPULSION ETIREE (DUREE ET CONTRASTE). AFIN DE LIMITER LE RETRECISSEMENT SPECTRAL DE L'IMPULSION PAR L'ENVELOPPE DU GAIN, NOUS AVONS REALISE UNE CAVITE REGENERATIVE DONT LE MILIEU AMPLIFICATEUR EST LE TI : SAPHIR. APRES LA REALISATION DE PLUSIEURS CAVITES REGENERATIVES, NOUS AVONS CHOISI LA CONFIGURATION LA PLUS STABLE EN ENERGIE. ELLE DELIVRE DES IMPULSIONS DE 10 MJ A LA CADENCE DE 10 HZ. L'EQUILIBRAGE DES GAINS DES AMPLIFICATEURS EN ND : VERRE PHOSPHATE ET SILICATE A PERMIS D'ATTEINDRE UNE ENERGIE DE 100 J AVEC UNE LARGEUR SPECTRALE DE 6 NM (FWHM). LA MODELISATION DE L'AMPLIFICATION D'IMPULSION A SPECTRE LARGE PROPOSEE DANS CE MANUSCRIT EST EN BON ACCORD AVEC LES MESURES ET A PERMIS DE CALCULER LA PHASE NON-LINEAIRE ACCUMULEE TOUT AU LONG DE LA CHAINE. LA PROCHAINE GENERATION DES CHAINES EN ND : VERRE UTILISERA LE POMPAGE PAR DIODES LASERS AFIN D'ACCROITRE LES CADENCES DE TIRS. DANS CETTE PERSPECTIVE, NOUS AVONS REALISE UN AMPLIFICATEUR A FORT GAIN EN ND : VERRES POMPE PAR LASER. PENDANT LE POMPAGE, NOUS AVONS MIS EN EVIDENCE LA PRESENCE DE MECANISMES QUI REDUISENT LE STOCKAGE DE L'ENERGIE (APTE ET ESA DES PHOTONS POMPES). UN DES RESULTATS MAJEURS EST LA DEMONSTRATION DE L'ABSORPTION A 1 M PAR L'ETAT EXCITE #4F#3#/#2 QUI REDUIT LE GAIN DES AMPLIFICATEURS EN ND : VERRE.
Author: Laure Lago
Publisher:
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Category :
Languages : en
Pages : 192
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Book Description
This work concerns the development of a double-clad ytterbium-doped single-mode microstructured flexible fiber-based amplifier, in the nanosecond, multi-kiloHertz and milliJoule regime, for large-scale laser facilities seeding. We have used a multi-stage master oscillator power amplifier fibered architecture. A numerical model of ytterbium-doped double-clad fiber-based amplification, including amplified spontaneous emission, was developed in order to study the behaviour of such amplifier and to correctly design the experimental set-up. This model was completed by a feed-back algorithm to numerically predict the optimal temporal shape to compensate the gain saturation process. We demonstrated experimental results in good agreement with numerical simulations, with the following performances: 0.5 mJ pulse energy, at a frequency repetition from 1 kHz to 10 kHz, with a narrow bandwidth spectrum centred at 1053 nm wavelength, with 10 ns pulse duration on a perfect super-Gaussian temporal profile, an optical signal-to-noise ratio better than 50 dB and a polarization extinction ratio of 20 dB. We checked that the beam quality was diffraction limited, with an M2 measurement of 1.1. Moreover, the system can deliver energies up to 1.5 mJ. Then, we took the advantage of such results to amplify chirped pulses. We demonstrated 0.7 mJ pulse energy, with 570 fs duration at 10 kHz repetition frequency.
Author: Dimitri Batani
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9780306466151
Category : Science
Languages : en
Pages : 434
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Book Description
Proceedings of the 30th Course of the International School of Quantum Electronics on Atoms, Solids and Plasmas in Super-Intense Laser Fields, held 8-14 July, in Erice, Sicily
Author: Sébastien Forget
Publisher: Springer
ISBN: 3642367054
Category : Science
Languages : en
Pages : 179
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Book Description
Organic lasers are broadly tunable coherent sources, potentially compact, convenient and manufactured at low-costs. Appeared in the mid 60’s as solid-state alternatives for liquid dye lasers, they recently gained a new dimension after the demonstration of organic semiconductor lasers in the 90's. More recently, new perspectives appeared at the nanoscale, with organic polariton and surface plasmon lasers. After a brief reminder to laser physics, a first chapter exposes what makes organic solid-state organic lasers specific. The laser architectures used in organic lasers are then reviewed, with a state-of-the-art review of the performances of devices with regard to output power, threshold, lifetime, beam quality etc. A survey of the recent trends in the field is given, highlighting the latest developments with a special focus on the challenges remaining for achieving direct electrical pumping of organic semiconductor lasers. A last chapter covers the applications of organic solid-state lasers.
Author: Fabien Bretenaker
Publisher: World Scientific
ISBN: 9814612421
Category : Science
Languages : en
Pages : 185
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Book Description
This unique book provides an overview of the principle and applications of lasers enriched with numerous illustrations.Being over fifty years old, lasers continue to amaze us. Their performance characteristics are constantly reaching new limits, and the scope of their applications continues to expand. Yet, it took years of effort by teams of physicists to transform the fundamental notions of Einstein into the first experimental beam of laser light. And history is still going on as fundamental research is now triggered by its remarkable properties.This book addresses every aspects of laser light, from its fundamental principles to its industrial applications, at a level particularly suited for high school teachers, students, and anybody curious about science and technology.
