Pompage par diode

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Pompage par diode
Un exemple dapplication les Microlasers

• Principe les miroirs de la cavité sont déposés
  directement sur le cristal
• pas dalignement et des désalignement de la
  cavité
• assemblage monolithique
• possibilité de fonctionnement monomode

Cristal NdYAG (qql mm)
faisceau à 1,064 µm
Diode de pompage _at_ 808 nm
Miroirs de la cavité Entrée HT _at_ 808 nm, HR _at_
1064 nm Sortie HR _at_ 808 nm, T 5 _at_ 1064 nm
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Pompage par diode
Un exemple dapplication les Microlasers
Substrat de NdYAG ? 25 mm, 0,5 - 1,5
mm Polissage Épitaxie en phase liquide
dune couche de Cr4YAG 100 - 150 µm Polissage
du Cr4YAG, 30 - 50 µm Dépots des
miroirs Découpage des microlasers 1 x 1 mm2
gt 200 microlasers sur un substrat de 1
pouce de diamètre (25,4 mm)
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Pompage par diode
Microlaser impulsionnel
Cristal NdYAG
Volume total 1mm3
faisceau à 1,064 µm
Diode de pompage _at_ 808 nm
Absorbant saturable Cr4YAG (30-50 µm)
Application pointeurs lasers verts
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Pompage par diode
Système RGB
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Pompage par diode
Un exemple dapplication
Pour le développement de lasers NdYAG de forte
puissance pompés par des barettes ou des stacks
Pompage
configuration zigzag plaque pour les
stacks Gestion de la thermique (homogénéisation)
1. barreau NdYAG 2. faisceau laser 3. miroir de
sortie 4. barette de diodes 5. optique de
collimation 6. miroir Rmax 7. refroidissement 8.
alimentation électrique
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Pompage par diode
Un exemple dapplication
Ultra-forte puissances configuration MOPA
(Master Oscillator-Power Amplifier)
Laser infinity de Coherent
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Pompage par diode
Un exemple dapplication
Ultra-forte puissances configuration MOPA
Miroir à conjugaison de phase
Cristaux non linéaires (BaB2O4)
Optique de conjugaison des deux barreaux de NdYAG
Amplificateur
Laser solide pompé par diode
Isolateur optique (rotateur de Faraday)
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Pompage par diode
Un exemple dapplication
Ultra-forte puissances configuration MOPA
(Master Oscillator-Power Amplifier)
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Les Lasers à fibre

• Le milieu amplificateur est une fibre optique
  dopée avec des ions terres rares (Erbium et/ou
  Ytterbium essentiellement)
• Compacité, souplesse, robustesse
• La cavité peut être très longue
• Répartition des effets thermiques
• Fortes puissances avec bonne qualité spatiale

?s
?s
?p
Pompe
Oscillation à ?s
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Les Lasers à fibre
Cavité Miroirs type Bragg
Excitation UV extérieure (Ex Laser Excimere, cf
plus loin)
Miroir basé sur un principe interférentiel Très
sélectif en longueur donde
Masque de phase
Fibre optique
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Les Lasers à fibre
Effets Non-Linéaires très présents car les
densités de puissance sont fortes (diamètre fibre
qql µm)
Problème Limitent la puissance accessible avec
une bonne qualité spectrale Avantage Nouvelles
longueurs dondes ? Laser Raman
Effet Raman ? décalage de la ? de ??
Ex
Milieu amplificateur Fibre dopée au phosphore
?s1
?s1
?s2
?s2
?p
?s3
?s3
Laser dans la fibre
3 stokes en cascade
100
100
80
100
100
100
100
Lasers Solides
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Les Lasers à fibre
Le pompage Comment injecter une diode de
puissance (multimode) dans une fibre optique
monomode ? Une solution fibre à double coeur
Fortes puissances possibles !
Le Futur fibres photoniques
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Différents types de lasers

• Lasers à Gaz
• Lasers à liquide (colorants)
• Lasers Solides
• Un cas à part les lasers à Semiconducteurs ou
  diodes laser
• loptique non linéaire comment changer la
  couleur dun laser ?

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Optique NON linéaire
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Origine de la nonlinéarité

• Les électrons des atomes oscillent à la fréquence
  du champ électrique de londe
• Les électrons en mouvement rayonnent un champ
  (comme une antenne) de même fréquence
  phénomènes de propagation, réfraction, diffusion
  usuels
• Si les électrons sont trop secoués (par un
  champ intense), le déplacement du centre de masse
  du nuage électronique nest plus sinusoïdal
  (comme un ressort quon a tiré trop fort) il
  apparait des fréquences nouvelles dans le champ
  rayonné par latome
• (par ex ici dans un cristal non
  centrosymétrique où le déplacement du nuage ne
  se fait plus de façon symétrique)

-
Nuage électronique
noyau
-
noyau
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En pratique

• Très utilisé pour convertir le rayonnement
  infrarouge (très facile à obtenir) en rayonnement
  visible et UV (pas de cristaux émettant
  directement dans lUV) la plupart des lasers
  solides visibles et UV du commerce sont en fait
  des lasers infrarouges suivis de cristaux
  non-linéaires

Ex les pointeurs laser verts
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Autres applications
Laser blanc (continuum) obtenu à partir dun
laser monochromatique dans une fibre optique
présentant de très fortes nonlinéarités
Système RGB (laser rouge, vert, bleu) pour le
cinéma ou la télévision laser