Etude du pompage longitudinal par diode laser du yag dope holmium et thulium

par Philippe Dousseau

Thèse de doctorat en Optoélectronique

Sous la direction de Henri Martinot.

Soutenue en 1992

à Toulouse 3 .

mots clés

• Métaux des terres rares -- Propriétés magnétiques
• Diodes électroluminescentes
• Lasers

Résumé

Ce travail est consacre a l'etude des specificites du pompage optique longitudinal par diode laser monoruban de puissance, d'un barreau de grenat d'yttrium et d'aluminium (yag) dope avec des ions holmium (ho) et thulium (tm). L'auteur presente tout d'abord les mecanismes de transfert d'energie mis en jeu pour obtenir un effet laser proche de 2090 nanometres sur une transition electronique de l'holmium. Les parametres reglant le faisceau de pompage sont fournis ensuite par la conception d'une optique permettant de focaliser l'emission d'une diode laser dans un barreau de tm,ho:yag. L'absorption de l'onde de pompe par le cristal cree un gradient radial de temperature. Ce gradient induit une variation de longueur et une modification de l'indice de refraction. On etablit ici les expressions des contraintes intervenant dans cette modification par effet elasto-optique de l'indicatrice du yag. La manifestation des effets thermiques est la focalisation d'une onde traversant le cristal. Le calcul theorique de la focale thermique est confirme par des mesures experimentales. Enfin, un modele de fonctionnement de ce laser quasi-trois niveaux tenant compte de la reabsorption des photons laser par le niveau bas de la transition, est developpe. On y introduit une modelisation du faisceau de pompage afin de mettre en evidence les effets de ce type d'excitation sur le fonctionnement du laser

Titre traduit

Study of the laser diode longitudinally pumping of the holmium and thulium doped yag

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