Contribution à la modélisation du laser à iode-oxygène chimique : optimisation de la puissance et influence de la température

par Miloud Setra

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Roger Bacis.

Soutenue en 1990

à Lyon 1 .

Le président du jury était Roger Bacis.

mots clés

• Lasers à iode-oxygène -- Modèles mathématiques
• Relaxation, Phénomènes de

Résumé

Le laser a iode-oxygene chimique (l. I. O. C. ) oscille sur la transition dipolaire magnetique de l'iode atomique, correspondant a une longueur d'onde dans le proche infrarouge. Il constitue le seul laser chimique a transition electronique a deux niveaux. C'est un laser susceptible de fonctionner a des puissances elevees utilisant l'oxygene singulet fourni par un generateur chimique a haut rendement. Le present travail consiste dans la modelisation du l. I. O. C. , reposant sur des considerations thermodynamiques et de cinetique des gaz. La modelisation permet de prevoir la puissance du laser a partir des parametres cinetiques des reactions et des concentrations initiales des especes chimiques. Le modele elabore fait intervenir la relaxation hyperfine collisionnelle entre les sous-niveaux de l'iode ainsi que la relaxation translationnelle. Le role de la temperature a ete introduit dans le calcul et tient compte de la variation de certains taux de reaction avec la temperature. Le calcul utilise une integration numerique de toutes les equations decrivant le fonctionnement du laser. Ce travail a permis d'optimiser les conditions de fonctionnement du laser, en particulier en modifiant la geometrie de la cavite, en minimisant la desactivation des especes chimiques excitees sur les parois afin d'obtenir une puissance laser maximale. Ainsi dans les memes conditions de pompage, la puissance a pu etre augmentee de 5 a 30 watts

Titre traduit

Contribution to chemical oxygen iodine laser: power optimization modeling and temperature effect

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