Sources lasers femtosecondes pompées par diode basées sur l'ion Ytterbium

par Antoine Courjaud

Thèse de doctorat en Physique. Lasers et matière dense

Sous la direction de François Salin.

Soutenue en 2001

à Bordeaux 1 .


  • Résumé

    Ce travail de thèse concerne le développement d'une source laser femtoseconde compacte dédiée au micro-usinage "athermique". Elle utilise les matériaux solides dopés par l'ion ytterbium (Yb 3+), directement pompés par des diodes laser de puis-sance. Cette source énergétique rassemble deux cavités laser : l'oscillateur impulsionnel et l'amplificateur régénératif, inséré dans un système à dérive de fréquence. L'oscillateur impulsionnel est verrouillé en phase passivement grâce à un absorbant saturable semiconducteur rapide (SESAM). Plusieurs oscillateurs ont été réalisés, avec une même diode laser de pompe (2 W @ 940 / 980 nm), afin de tester les domaines de fonctionnement de différents matériaux laser. Les performances varient essentiellement en durée, selon que l'on utilise l'Yb : verre (200 fs), l'Yb : YAG (570 fs), l'Yb : GdCOB (90 fs) ou l'Yb : KGW (140 fs). L'Yb : KGW permet de générer des impulsions brèves (230 fs) et accordables spectralement (1025 - 1061 nm), et, avec une source de pompe plus puissante (15 W), de disposer d'un oscillateur de forte puissance moyenne (1. 5 W, 150 fs). L'amplificateur régénératif est directement pompé par une diode laser continue, et est injecté par l'oscillateur Yb : KGW. Nous montrons que l'énergie extraite est limitée par le seuil de dommage du matériau laser, et dans certaines conditions, par un phénomène de saturation de stockage. Le matériau le plus favorable pour un fonctionnement efficace à haute cadence est l'Yb : KGW, que nous utilisons pour réaliser deux amplificateurs régénératifs, pour deux puissances de pompes différentes (2 et 15 W). Les impulsions délivrées par le système le plus puissant ont une énergie supérieure à 200 uJ jusqu'à 3 kHz, qui aboutissent après recompression à des durées de 420 fs, pour une énergie supérieure à 100 uJ. Ce système intégré est adapté au micro-usinage, et a permis de générer des impulsions ultrabrèves (<40 fs) accordables spectralement (750 à 850 nm), par amplification paramétrique non-colinéaire.


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Informations

  • Détails : 225 p.
  • Notes : Reproduction de la thèse autorisée
  • Annexes : Bibliogr. p. 211-221. Index

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  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : FTA 2392
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