Le laser NH₃ pompé optiquement : processus multiphotoniques et interactions paramétriques à quatre ondes

Optically pumped NH₃ laser: multiphoton processes and four wave parametric interactions

• Auteur / Autrice : François Julien
• Direction : Directeur de thèse inconnu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences physiques
• Date : Soutenance en 1985
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'électronique fondamentale (Orsay, Essonne ; 19..-2016)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)
• Jury : Président / Présidente : Jacques Bauche

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnement infrarouge

Processus à plusieurs photons

Lasers

Ammoniac

Pompage optique

Mots clés libres

Interactions paramétriques

Matrice densité

Graphes de fluence

Résumé

Ce travail porte sur l’étude des processus multiphoniques dans l’ammoniac pompé optiquement par laser CO₂ continu ou impulsionnel et sur la première mise en évidence de processus d’interactions paramétriques à quatre ondes en proche résonance. Le chapitre I rappelle les données spectroscopiques de la molécule et passe en revue le développement historique du laser à ammoniac pompé optiquement. Le chapitre II est une présentation générale des modèles semiclassiques non-perturbatifs que nous avons développés. Les considérations générales sont ensuite illustrées par un traitement détaillé du système à trois niveaux et deux ondes en proche résonance. Le chapitre III porte sur l’analyse théorique du laser Raman NH₃ continu à 12. 08 μm. Les performances exceptionnelles prédites par le modèle sont confrontées aux résultats expérimentaux obtenus par la suite. Le chapitre IV présente un traitement général des compétitions de raies dans un système à trois ondes et quatre niveaux où l’un des niveaux est commun aux trois transitions. L’application à une situation de compétition dans l’ammoniac pompé optiquement confirme les observations expérimentales. Le chapitre V concerne l’analyse expérimentale et théorique du laser à ammoniac pompé optiquement par la raie 9R16 du laser CO₂TEA et, en particulier, la mise en évidence de processus paramétriques à quatre ondes pour deux émissions moyen-infrarouge de ce laser.

This work is directed to the study of multiphoton processes and to the evidence of four-wave-near-resonant parametric interactions in ammonia optically pumped by a CO₂ laser. Chapter 1 gives some spectroscopic data for ammonia molecule. A review on optically pumped NH₃ laser is also presented. Chapter 2 is an overview on the semiclassical non-perturbative treatments we have used. Illustration is given for the two-wave-three-level system. Chapter 3 presents theoretical predictions on the CW NH₃ Raman laser at 12. 08 μm. Chapter 4 gives a detailed analysis of four-level parallel three-wave systems. Application is shown for optically pumped ammonia. Finally, it is the objective of chapter 5 to present an experimental and theoretical evidence of four-wave parametric interaction processes in optically pumped ammonia using the 9R16 TEA CO₂ laser line.