Cavites laser auto-organisables : reduction du nombre de modes longitudinaux par un filtre photorefractif dynamique

par LAURENT MEILHAC

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gilles Pauliat.

Soutenue en 2001

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Generalement un laser a cavite lineaire oscille sur plusieurs modes a cause de la presence de hole-burning spatial. En effet, la figure d'intensite d'un seul mode ne sature que partiellement le milieu amplificateur. De ce fait, d'autres modes longitudinaux dont les figures d'interference sont decalees par rapport au mode actif peuvent beneficier du gain disponible et osciller a leur tour. Nous proposons d'utiliser des filtres de fabry-perot auto-adaptatifs qui s'ajustent automatiquement a la cavite laser en la forcant a n'osciller que sur un unique mode longitudinal. Un fabry-perot auto-adaptatif est construit autour d'un cristal photorefractif qui est insere dans une cavite laser lineaire entre le milieu amplificateur et le miroir de sortie. Les ondes stationnaires inscrivent un hologramme par reflexion dans le cristal. Par diffraction, cet hologramme agit comme un miroir qui renvoie une partie de la lumiere vers le milieu amplificateur. Le cristal photorefractif et le miroir de sortie du laser jouent donc bien le role d'un fabry-perot. Dans une premiere partie, nous etablissons les equations de population pour des lasers a 4 niveaux d'energie dont le gain est a elargissement homogene en tenant compte du hole burning spatial, de la forme du faisceau de pompe dans le milieu amplificateur, mais aussi de la diffusion des etats excites et de l'effet auger. Dans une seconde partie nous etudions le filtre en frequence constitue d'un cristal photorefractif et d'un miroir de renvoi. Nous verifions que cette reflexion varie fortement en fonction de la frequence et donc que le filtre module les pertes des modes de la cavite du laser. Le modele presente permet ainsi de connaitre le gain et les pertes de chacun des modes de la cavite et donc la stabilite du fonctionnement monomode d'un laser. Nous avons egalement verifie experimentalement la tres grande efficacite du filtre photorefractif et valide les resultats de notre modelisation sur un laser nd : yvo 4.


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Informations

  • Détails : 145 p.
  • Annexes : 49 ref.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
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