Conception et realisation d'un amplificateur a verres dopes neodyme pompes par laser, delivrant des impulsions a large spectre de 1 j a 1 hz dans l'infrarouge

par CAROLINE GAMACHE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ARNOLD MIGUS.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Les travaux presentes dans ce memoire se situent dans le cadre general de la preamplification des lasers a verres dopes neodyme et pompes par diodes laser. L'objectif de la these est de demontrer la faisabilite technique d'un systeme base sur le pompage de ces verres par laser et, permettant l'amplification a 1 hz et jusqu'au niveau du joule, d'une impulsion a spectre large centre a 1 m. La demonstration requiert l'etude et la comprehension de diverses phenomenes physiques comme la spectroscopie des verres dopes au neodyme, le pompage par laser, les effets thermo-mecaniques et l'amplification a derive de frequence. Ainsi, nous effectuons d'abord une recherche bibliographique et experimentale des proprietes spectroscopiques des verres dopes au neodyme. Nous demontrons experimentalement l'existence de pertes non lineaires liees au pompage par une impulsion monochromatique de fortes fluences. Nous mettons egalement en evidence l'existence d'une perte lineaire liee au fait que, sur l'ensemble des ions excites sur le niveau de pompage, seule une partie relaxe sur le niveau metastable ou l'energie est stockee. Le rendement de ce transfert est le rendement quantique de pompage. L'ensemble des proprietes spectroscopiques des verres dopes au neodyme permet d'etablir des rendements de stockage de l'energie absorbee. Nous etudions parallelement les effets thermo-mecaniques generes par la transformation en chaleur, d'une fraction de l'energie de pompage, dans les verres. Ces effets sont qualitativement decrits et mis en evidence experimentalement. Leur influence sur l'amplification d'une impulsion spectre large et, sur l'extraction de l'energie stockee, est etudiee par la realisation experimentale d'un amplificateur a melange de verres dopes au neodyme et fonctionnant en double passage. Des modeles et des simulations numeriques sont alors valides par des experiences d'amplification dans ce systeme. Le rendement d'extraction est alors directement donne par calcul numerique. La connaissance des rendements de stockage et d'extraction conduit au dimensionnement d'une cavite regenerative a telescope et a large mode transverse. Le montage de la cavite est realise dans l'objectif d'extraire du systeme des impulsions a large spectre de 400 mj, a un taux de repetition de 1 hz.


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Informations

  • Détails : 208 p.
  • Annexes : 136 ref.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Disponible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1997
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