Etude d'un laser nd : yag de forte energie pompe par diodes et declenche par absorbant saturable cr:yag

par MARC LE NEVE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de J.-C. VIAL.

Soutenue en 1996

à Grenoble 1 .


  • Résumé

    Nous etudions un laser pompe transversalement par diodes et declenche passivement. L'extraction de fortes energies et la demonstration de rendements eleves sont recherches. Les capacites de differentes matrices dopees neodyme a offrir des rendements d'absorption eleves sont analysees en fonction de leur spectre d'absorption. A cet effet, un code de calcul prealablement qualifie experimentalement, ainsi que les caracterisations effectuees permettent d'acceder a la repartition spatiale de l'energie des diodes dans une section du barreau. Une etude parametree du depot d'energie est effectuee. Nous caracterisons ensuite les absorbants saturables (cr#4#+:yag, colorants bdn) par l'etude de la saturation de l'absorption. La mesure simultanee de la transmission et de l'intensite de fluorescence avec le cr#4#+, nous permet de remettre en cause l'importance de l'absorption dans l'etat excite et de proposer une autre origine a l'absorption residuelle de ces sites aux fortes fluences d'excitation. En declenchement actif, le laser demontre une energie de sortie disponible de 80 mj soit un rendement optique d'environ 10%. Ces resultats sont bien ajustes a l'aide des equations du bilan. Le fonctionnement de ce laser est totalement multimode (longitudinal et transverse). Puis, nous etudions le declenchement passif. Le resonateur plan-concave multimode de base presente un comportement spatio-temporel tres complexe et non reproductible. L'impulsion de sortie comporte plusieurs composantes temporelles distinctes. La repartition d'energie dans le faisceau ne reproduit nullement la carte de depot d'energie. La competition entre les modes transverses est a l'origine de ce comportement. Pour s'en affranchir, il faut tendre vers un oscillateur monomode transverse. Nous y parvenons en definissant des cavites dont le rayon du mode fondamental est eleve. Ainsi, avec une cavite telescopique nous obtenons des impulsions stables temporellement et spatialement, tout en offrant des valeurs de rendement et d'energie interessantes. En declenchement actif et passif, les perspectives d'optimisation du rendement du laser sont egalement quantifiees


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  • Détails : 240 P.
  • Annexes : 180 REF.

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