Etude thermique des cristaux lasersRéalisation de lasers à fibres monocristallines

par Julien Didierjean

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François Balembois.

Soutenue en 2007

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les lasers solides pompés par diode s’imposent de plus en plus dans de nombreuses applications de la lumière laser. L’évolution rapide des diodes laser de pompe, de plus en plus efficaces et compactes, permet une montée en puissance de ces systèmes. Néanmoins, les cristaux massifs utilisés habituellement dans ces lasers sont limités par d’importants effets thermiques. De nouvelles architectures ont été développées pour tenter de résoudre cette difficulté, mais aucune ne permet aujourd’hui de combiner simplicité, bonne qualité spatiale, forte puissance moyenne, et forte puissance crête. Les travaux que nous présenterons sont divisés en deux axes de recherche. Le premier objectif a été de mieux comprendre les effets thermiques dans les cristaux laser, grâce à un banc de caractérisation associant un dispositif de cartographie thermique et un banc de mesure de lentille thermique. Nous exposerons quelques utilisations possibles de ce banc. Le deuxième objectif a été le développement d’un nouveau concept laser basé sur les fibres monocristallines, en collaboration avec l’entreprise Fibercryst. Ces cristaux de petit diamètre et de grande longueur concilient les avantages des fibres laser amorphes et des cristaux laser massifs. Nous présenterons la caractérisation des fibres monocristallines obtenues par la technique de croissance micro-pulling-down ainsi que leurs premiers résultats laser.

  • Titre traduit

    Thermal study of laser crystals ; Design of single-crystal fiber lasers


  • Résumé

    Diode-pumped solid-state laser are represented in more and more applications of laser light. The evolution of laser diode technology results in a significant increase of the output power of those systems. Nevertheless, in usual bulk laser crystals, this increase is mitigated by powerful thermal effects. New laser architectures have been designed to bypass those issues, but still nowadays there is no system combining simplicity, good beam quality, high average power and high peak power. The work presented here is divided in two parts. The first part is dedicated to study thermal effects in laser crystals. We present a thermal characterization bench to measure both the thermal conductivity and the thermo-optical coefficient of laser materials, under pumping and laser conditions. We present some practical application of this characterization bench. The second part aims to design a new laser media able to exceed the current power limitations. In collaboration with the firm Fibercryst, we evolved a new laser concept, the single-crystal-fiber laser. Those fibers combine the geometry of fiber lasers with the structural advantages of crystalline materials. We present the characterization of the single-crystal fibers grown by the micro-pulling-down technique, and their first laser results.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([12]-252 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 239-252

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  • Cote : 0g ORSAY(2007)295
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