Étude d'un nouveau cristal laser et développement d'un laser de puissance dans le proche infrarouge pompé par diode laser PDF Download
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Author: Andrée De Backer
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Languages : en
Pages : 181
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Book Description
Le crystal étudié est le scandium orthoborate dopé au chrome, Cr3+:(Ce,Gd)Sc3(BO3)4. Il présente deux bandes d'absorption, à 470 nm et 650 nm et, pompé par diode laser rouge, une luminescence infrarouge (de 800 nm à 1200 nm). L'étude de ses propriétés lasers a montré leur dégradation progressive à température croissante et leur forte réduction sur quasi tout le spectre de luminescence, due à l'absorption par les états excités. Néanmoins, la génération laser du cristal pompé par un laser pulsé a été démontrée à 847 nm. Deux lasers infrarouges ont été développés à partir des cristaux LiSAF et LiCAF pompés par une diode laser rouge de 2 W, en cavité hémisphérique de 2 cm de long. Une puissance de 300 mW à 400 mW a été mesurée en fonctionnement multimode longitudinal. Les spectres de mode longitudinaux ont été mesurés avec une lame intracavité, une sélection par réseau et en fonction de la longueur totale de la cavité.
Author: Andrée De Backer
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Languages : en
Pages : 181
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Le crystal étudié est le scandium orthoborate dopé au chrome, Cr3+:(Ce,Gd)Sc3(BO3)4. Il présente deux bandes d'absorption, à 470 nm et 650 nm et, pompé par diode laser rouge, une luminescence infrarouge (de 800 nm à 1200 nm). L'étude de ses propriétés lasers a montré leur dégradation progressive à température croissante et leur forte réduction sur quasi tout le spectre de luminescence, due à l'absorption par les états excités. Néanmoins, la génération laser du cristal pompé par un laser pulsé a été démontrée à 847 nm. Deux lasers infrarouges ont été développés à partir des cristaux LiSAF et LiCAF pompés par une diode laser rouge de 2 W, en cavité hémisphérique de 2 cm de long. Une puissance de 300 mW à 400 mW a été mesurée en fonctionnement multimode longitudinal. Les spectres de mode longitudinaux ont été mesurés avec une lame intracavité, une sélection par réseau et en fonction de la longueur totale de la cavité.
Author: Frédérika Augé-Rochereau
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Languages : fr
Pages : 213
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LE BUT DE CE TRAVAIL ETAIT, D'UNE PART, DE REALISER UN LASER CR 4 + : YAG CONTINU POUR POMPER DES AMPLIFICATEURS A FIBRE OPTIQUE DOPEE ERBIUM POUR LES TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES ET, D'AUTRE PART, UN LASER A BASE D'UN NOUVEAU MATERIAU AUTODOUBLEUR DOPE ND 3 + OU YB 3 +, LE CA 4GDO(BO 3) 3 OU GDCOB. LE LASER CR 4 + : YAG NOUS A DONNE D'EXCELLENTS RESULTATS AVEC UN GAIN SUPERIEUR A 20 DBM SUR UNE PLAGE DE 60 NM DE LA LONGUEUR D'ONDE SIGNAL POUR UNE PUISSANCE DE 238 MW COUPLEE DANS LA FIBRE. LA MATRICE DE GDCOB, FACILE A ELABORER EN GRANDE DIMENSION, A DECOUPER ET A POLIR ET DE BONNE QUALITE OPTIQUE, PRESENTE UN SEUIL DE DOMMAGE COMPARABLE AU LBO, UN COEFFICIENT NON LINEAIRE EFFECTIF DE 1 PM/V. SON ACCEPTANCE THERMIQUE TRES IMPORTANTE (>50\C.CM) EVITE D'AVOIR REGULER FINEMENT LE CRISTAL EN TEMPERATURE. L'EMISSION INFRAROUGE PRODUITE PAR LES IONS DE NEODYME EST AUTODOUBLEE EN FREQUENCE IN SITU PAR LA MATRICE DE GDCOB SI LE CRISTAL EST CORRECTEMENT ORIENTE. L'AUTODOUBLAGE DE FREQUENCE EN POMPAGE PAR DIODE A AINSI ETE DEMONTRE POUR LA PREMIERE FOIS DANS LE ND:GDCOB. UNE PUISSANCE DE 115 MW A ETE OBTENUE POUR UNE PUISSANCE DE POMPE ABSORBEE DE 1,25 W. LA REALISATION DE MICROLASERS EMETTANT LE VERT EST EN COURS D'ETUDE. L'ETUDE DU CRISTAL YB:GDCOB A MONTRE QUE CE CRISTAL POSSEDAIT UN GAIN ELEVE, EN PARTICULIER LORSQU'IL EST POMPE A 976 NM : L'EFFET LASER EST OBTENU POUR DES MIROIRS DE SORTIE DE TRANSMISSION SUPERIEURE A 10%. UNE PUISSANCE DE 814 MW A 1030 NM POUR UNE PUISSANCE ABSORBEE DE 1,3 W A 976 NM A ETE MESUREE. UN MODELE THEORIQUE PERMET DE PREDIRE LE COMPORTEMENT D'UN LASER QUASI-TROIS NIVEAUX, MODELE ENTIEREMENT VALIDE EXPERIMENTALEMENT GRACE A L'ETUDE MENEE SUR LE LASER YB:GDCOB. DE PLUS, UN LASER YB:GDCOB FEMTOSECONDE EST EN COURS DE DEVELOPPEMENT. CES RESULTATS MONTRENT TOUT L'INTERET DU CRISTAL DE GDCOB ET DU LASER CR 4 + : YAG. MAIS IL RESTE BEAUCOUP DE TRAVAIL A EFFECTUER, DANS LES DEUX CAS POUR EN CERNER PLEINEMENT TOUT LE POTENTIEL.
Author: Julien Didierjean
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Languages : fr
Pages : 252
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Les lasers solides pompés par diode s’imposent de plus en plus dans de nombreuses applications de la lumière laser. L’évolution rapide des diodes laser de pompe, de plus en plus efficaces et compactes, permet une montée en puissance de ces systèmes. Néanmoins, les cristaux massifs utilisés habituellement dans ces lasers sont limités par d’importants effets thermiques. De nouvelles architectures ont été développées pour tenter de résoudre cette difficulté, mais aucune ne permet aujourd’hui de combiner simplicité, bonne qualité spatiale, forte puissance moyenne, et forte puissance crête. Les travaux que nous présenterons sont divisés en deux axes de recherche. Le premier objectif a été de mieux comprendre les effets thermiques dans les cristaux laser, grâce à un banc de caractérisation associant un dispositif de cartographie thermique et un banc de mesure de lentille thermique. Nous exposerons quelques utilisations possibles de ce banc. Le deuxième objectif a été le développement d’un nouveau concept laser basé sur les fibres monocristallines, en collaboration avec l’entreprise Fibercryst. Ces cristaux de petit diamètre et de grande longueur concilient les avantages des fibres laser amorphes et des cristaux laser massifs. Nous présenterons la caractérisation des fibres monocristallines obtenues par la technique de croissance micro-pulling-down ainsi que leurs premiers résultats laser.
Author: Marc Castaing
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Languages : fr
Pages : 152
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Le remplacement des lasers à gaz émettant à 488 nm ou à 442 nm, à l’aide de lasers solides, représente un véritable enjeu industriel. De nombreuses solutions ont été développées, néanmoins, celle consistant en le doublement de fréquence d’une oscillation autour de 884 nm (cristaux dopés aux ions Nd3+) ou de 976 nm (cristaux dopés aux ions Yb3+) a toujours été écartée, de par la nature à trois niveaux des transitions mises en jeu. La très forte réabsorption du milieu à la longueur d’onde laser rend, à première vue, cette alternative peu efficace. Grâce à la significative amélioration de la luminance des diodes de pompe, ce problème peut désormais être dépassé et l’oscillation de ces transitions envisagée. Dans ces travaux, nous proposons une étude théorique et expérimentale de l’oscillation laser en pompage par diode des transitions à trois niveaux dans les cristaux dopés aux ions Nd3+ et Yb3+. Tout d’abord nous présentons l’étude du pompage direct par diode d’un cristal de Nd:GdVO4 émettant à 880 nm, qui après doublement de fréquence nous permet de proposer une alternative aux lasers à HeCd. Nous présentons ensuite un nouveau concept, le pompage en intracavité, que nous appliquons aux cristaux dopés aux ions Yb3+ pour obtenir un effet laser autour de 980 nm. En effet, à l’intérieur d’une cavité laser, la forte puissance circulante est couplée à une bonne qualité spatiale de faisceau; ces caractéristiques représentent les conditions optimales de pompage d’une transition à trois niveaux. En conclusion, nous proposons une comparaison théorique des différents types de pompage proposés, permettant de dégager avantages et inconvénients de chacune de ces deux configurations.
Author: François Balembois
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Languages : fr
Pages : 241
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LE SUJET DE CE MEMOIRE CONCERNE L'ETUDE DE SYSTEMES LASER UTILISANT UN CRISTAL DE CR#3#+:LISAF COMME MILIEU AMPLIFICATEUR. CE CRISTAL, DECOUVERT EN 1989, POSSEDE UNE BANDE D'ABSORPTION, ENTRE 600 ET 700 NM, QUI ENCADRE LA LONGUEUR D'ONDE D'EMISSION DES DIODES LASER ROUGES EN GAALINP (670 NM) ET UNE LARGE BANDE D'EMISSION DANS L'INFRAROUGE PROCHE, ENTRE 800 ET 1000 NM. C'EST L'UN DES MEILLEURS CANDIDATS A LA REALISATION DE LASERS SOLIDES ACCORDABLES POMPES PAR DIODES. EN PREVISION DE LA COMMERCIALISATION DES PREMIERES DIODES LASER ROUGES DE PUISSANCE, NOUS AVONS TOUT D'ABORD UTILISE COMME SOURCE DE POMPAGE UN LASER A KRYPTON IONISE EMETTANT A 647 NM ET 676 NM. CE LASER NOUS A PERMIS DE TESTER LE CRISTAL DE CR#3#+:LISAF DANS DIFFERENTES CONFIGURATIONS DE FONCTIONNEMENT. D'UNE PART, EN REGIME CONTINU, NOUS AVONS OBTENU DES PERFORMANCES COMPARABLES A CELLES DES LASERS A SAPHIR DOPE AU TITANE; LA SEULE GRANDE DIFFERENCE SE SITUANT AU NIVEAU DES PROBLEMES THERMIQUES, BEAUCOUP PLUS IMPORTANTS DANS LE CR#3#+:LISAF. D'AUTRE PART, EN REGIME IMPULSIONNEL, NOS SYSTEMES LASER PROUVENT QUE LE CR#3#+:LISAF EST BIEN ADAPTE A LA PRODUCTION D'IMPULSIONS DE QUELQUES MICROJOULES, ACCORDABLES, A UN TAUX DE REPETITION ELEVE, SUR UNE GAMME TEMPORELLE S'ETALANT DE LA NANOSECONDE A LA FEMTOSECONDE. NOUS AVONS, ENSUITE, DEFINI ET REALISE UN LASER CR#3#+:LISAF POMPE PAR UNE DIODE LASER DE 500 MW FONCTIONNANT EN REGIME QUASI CONTINU. AUJOURD'HUI (JANVIER 1994), CE LASER EST LE PLUS PUISSANT DES LASERS CR#3#+:LISAF POMPES PAR DIODE LASER ROUGE MENTIONNES DANS LA LITTERATURE. NOUS AVONS REPRIS, PAR LA SUITE, LES MEMES COMPOSANTS OPTIQUES POUR REALISER L'UN DES PREMIERS LASERS CR#3#+:LISAF A MODES BLOQUES, POMPES PAR DIODE, DELIVRANT DES IMPULSIONS PICOSECONDES ACCORDABLES SUR PLUS DE 70 NM
Author: Mathieu Jacquemet
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Languages : fr
Pages : 250
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LE CADRE GENERAL DE CETTE THESE EST L'ETUDE DE NOUVELLES SOURCES LASER SOLIDES, POMPEES PAR DIODE, EMETTANT UN RAYONNEMENT CONTINU MONOMODE LONGITUDINAL DANS LE PROCHE INFRAROUGE (1000 NM) ET DANS LE BLEU-VERT PAR DOUBLEMENT DE FREQUENCE, PARTICULIEREMENT A 501,7 NM. CES SOURCES LASER VISENT DES APPLICATIONS METROLOGIQUES TELLES QUE LA SPECTROSCOPIE DE L'IODE (127I2) A ULTRA-HAUTE RESOLUTION ET LA MISE EN PRATIQUE DU METRE, DOMAINES DANS LESQUELS LES LASERS A ARGON SONT ACTUELLEMENT UTILISES.LE PREMIER CHAPITRE DE CE TRAVAIL PRESENTE LE CONTEXTE DE CETTE ETUDE, A TRAVERS UN ETAT DE L'ART DES SOURCES LASER AUTOUR DE 500 NM, LES SOLUTIONS RETENUES ET EXPLOREES, AINSI QUE DES ELEMENTS THEORIQUES POUR LA GENERATION DE SECONDE HARMONIQUE. LE PRINCIPE COMMUN DES DEUX VOIES EST DE PRODUIRE UNE EMISSION LASER MONOMODE SPECTRALE A 1000 NM QUI EST ENSUITE DOUBLEE EN FREQUENCE.LE DEUXIEME CHAPITRE TRAITE DE LA SOLUTION UTILISANT DES CRISTAUX DOPES YTTERBIUM EMETTANT A 1000 NM, DONT L'EMISSION EST DOUBLEE EN FREQUENCE INTRACAVITE DANS UN CRISTAL NON LINEAIRE DE KNBO3. DEUX CRISTAUX LASER SONT UTILISES : LE YB:YSO ET LE YB:KYW. DANS LES DEUX CAS, A 501,7 NM, NOUS DEMONTRONS DES PUISSANCES COMPRISES ENTRE 35 ET 60 MW POUR UNE PUISSANCE DE POMPE DE 4W A 980 NM.LE TROISIEME CHAPITRE CONCERNE LA SECONDE VOIE ETUDIEE UTILISANT UN MILIEU AMPLIFICATEUR SEMICONDUCTEUR A PUITS QUANTIQUES DE TYPE VCSEL. LA STRUCTURE ACTIVE, FORMEE D'UN MIROIR DE BRAGG ET DE PUITS QUANTIQUES, EST MONTEE EN CAVITE EXTERNE ET POMPEE OPTIQUEMENT. L'EMISSION AUTOUR DE 1000 NM EST DOUBLEE EN FREQUENCE POUR PRODUIRE 60 MW EN REGIME MONOMODE SPECTRALA 500 NM, A PARTIR D'UNE PUISSANCE DE POMPE DE 6,5 W A 808 NM.
Author: PHILIPPE.. THONY
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Languages : fr
Pages : 184
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LE LASER SPATIAL DOIT POSSEDER UN RENDEMENT IMPORTANT, UNE CADENCE DE TIR ELEVEE ET UN FAISCEAU DE BONNE QUALITE. CECI NOUS A AMENE TOUT D'ABORD A DEVELOPPER ET VALIDER UN LOGICIEL DE SIMULATION DU POMPAGE TRANSVERSE. LA CARTOGRAPHIE D'ENERGIE DE POMPE ABSORBEE CALCULEE PERMET DE REMONTER A DIFFERENTS FACTEURS DU RENDEMENT DU LASER EN MODE FONDAMENTAL. ENSUITE, LE FONCTIONNEMENT DYNAMIQUE DES LASERS PULSES EST ETUDIE: UN ABAQUE PERMET D'EXAMINER LE DECLENCHEMENT A HAUTE CADENCE ET D'OPTIMISER LA CAVITE. LE LASER DECLENCHE EST COMPARE AVEC D'AUTRES SOURCES MODULEES. EN POMPAGE A UNE BARRETTE DE DIODES, LE PROFIL DU GAIN DANS LE CRISTAL LASER A ETE MESURE. UN RESONATEUR A LENTILLE INTERNE A PERMIS DE CARACTERISER LE FAISCEAU LASER MULTIMODE ET MONOMODE. LA TETE DE POMPAGE FINALE COMPREND TROIS DIODES LASER CONTINUES FOCALISEES DANS UN PETIT BARREAU DE YAG:ND POLI SUR SON CYLINDRE. LES SEUILS ET LES RENDEMENTS DIFFERENTIELS MESURES EN MODE FONDAMENTAL ONT ETE INTERPRETES. PUIS, EN DECLENCHANT LA CAVITE AVEC UN MODULATEUR ACOUSTO-OPTIQUE, NOUS AVONS MESURE L'ENERGIE, LA PUISSANCE MOYENNE, LE DELAI DE FORMATION ET LA DUREE DES IMPULSIONS EN FONCTION DE LA CADENCE DE TIR. CES RESULTATS ONT ETE COMPARES AUX VALEURS DONNEES PAR LA THEORIE AVEC UN BON ACCORD
Author: Mustapha Ziadé
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Languages : en
Pages : 180
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NOUS AVONS MONTRE THEORIQUEMENT ET EXPERIMENTALEMENT QUE LA CAVITE EN Z A ASTIGMATISME COMPENSE EST TRES INTERESSANTE POUR LES MILIEUX AMPLIFICATEURS SOLIDES. EN FAISANT LES CALCULS SANS APPROXIMATION NOUS AVONS ETABLI QU'IL EST POSSIBLE D'UTILISER UNE CAVITE EN Z OU EN L COURTE ET COMPENSEE EN ASTIGMATISME. NOUS AVONS ALORS CONCU ET REALISE UNE CAVITE EN Z SPECIALEMENT ADAPTEE POUR LE POMPAGE PAR LASER A VAPEUR DE CUIVRE. NOTRE CHOIX S'EST PORTE SUR UN NOUVEAU CRISTAL LASER: LE SAPHIR-TITANE AL#2O#3:TI#3#+ DONT LE GAIN ET L'ACCORDABILITE DANS LE PROCHE INFRA-ROUGE (DE 680 A 1100 NM) SONT REMARQUABLES. NOUS AVONS REUSSI A POMPER EFFICACEMENT LE SAPHIR-TITANE EN PULSE AVEC LES DEUX RAIES (510,6 ET 578,2 NM) DU LASER A VAPEUR DE CUIVRE ET AUSSI EN CONTINU AVEC UN LASER A ARGON IONISE. NOTRE LASER SAPHIR-TITANE EST BASE SUR UNE CAVITE COMPACTE EN Z POMPEE LONGITUDINALEMENT QUI DONNE UN EXCELLENT MODE TEM#0#0 AVEC JUSQU'A 30% DE RENDEMENT ET 4 W DE PUISSANCE DE SORTIE. AVEC UN SEUL JEU DE MIROIRS CE LASER EST BALAYAGE DE 680 A 844 NM AVEC UNE LARGEUR DE RAIE POUVANT ETRE INFERIEURE A 7 GHZ. D'AUTRE PART IL EST POSSIBLE DE MODIFIER LA CAVITE EN Z POUR AVOIR UN WAIST INTERNE SECONDAIRE. PARMI LES TRES NOMBREUSES APPLICATIONS DU LASER SAPHIR-TITANE NOUS AVONS PRINCIPALEMENT REALISE DES EXPERIENCES INTRA-CAVITES D'ABSORPTION ET DE STIMULATION D'EMISSION APRES POMPAGE (ISEP). EN PARTICULIER, NOUS AVONS DECOUVERT AVEC LE LASER SAPHIR-TITANE POMPE PAR LASER A VAPEUR DE CUIVRE, UN PHENOMENE TRES PROMETTEUR: LE COUPLAGE COHERENT DES MODES PENDANT LES EXPERIENCES ISEP. CE PHENOMENE QUI N'APPARAIT QU'EN PULSE ACCROIT NETTEMENT LA SENSIBILITE. DE FACON PLUS GENERALE LE POMPAGE PAR LASER A VAPEUR DE CUIVRE PERMET AU LASER SAPHIR-TITANE D'AVOIR UN HAUT TAUX DE REPETITION (10 KHZ) AVEC UNE PUISSANCE CRETE ELEVEE (1 KW) CE QUI EST TRES FAVORABLE AUX EXPERIENCES RELIEES A DES EFFETS NON-LINEAIRES
Author: Paul Wazen
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Languages : en
Pages : 270
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ETUDE DU LASER A AMMONIAC, CONTINU, POMPE PAR LASER CO::(2). EFFET STARK SUR LA MOLECULE NH::(3). POMPAGE OPTIQUE HORS RESONANCE. DEVELOPPEMENT DE SOURCES RAMAN DE PUISSANCE : REALISATION D'UN LASER RAMAN EN ANNEAU 12 MU M; AMPLIFICATEUR RAMAN CONTINU. EXPERIENCES SUR SYSTEME OSCILLATEUR-AMPLIFICATEUR. ACCORDABILITE EN FREQUENCE DU LASER NH::(3) A INVERSION DE POPULATION POMPE EN RESONANCE
Author: Guillaume Androz
Publisher:
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Languages : fr
Pages : 304
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