Propagation en atmosphère marine de rayonnements laser impulsionnels : application au cas de sources Nd:YAG à décalage Raman

par Marie-Annick Giraud

Thèse de doctorat en Optique. Composants électroniques et optoélectroniques

Sous la direction de Michel Autric.

Soutenue en 1997

à Aix-Marseille 3 .

mots clés

• Optoélectronique

Résumé

L'atmosphere marine limite les performances des systemes optroniques actifs interessant la marine nationale. Elle conditionne egalement les possibilites d'exploitation des informations contenues dans les impulsions retrodiffusees. L'objet de l'etude est de quantifier l'importance des perturbations dues a la traversee du milieu. Les differents mecanismes atmospheriques consideres sont l'absorption, la diffusion, la turbulence et la refraction. Leurs effets sur la propagation laser et sur la forme temporelle des impulsions sont etudies theoriquement en s'attachant a expliciter leur dependance vis-a-vis des caracteristiques de la source et de l'atmosphere. La quantification des phenomenes necessite de connaitre les parametres temporels, spectraux et energetiques de l'emission laser. Ceux-ci ont ete mesures avec precision en laboratoire sur une source representative des equipements operationnels. Il s'agit d'un laser impulsionnel bimode 1,06/1,54 m utilisant le decalage raman d'un rayonnement nd:yag dans une cellule de methane. Les resultats de l'analyse spectrale ont permis d'evaluer la sensibilite de la transmission aux caracteristiques de l'atmosphere a l'aide du code fascode. Par ailleurs, des experimentations ont ete mises en place en environnement reel afin d'evaluer les deformations temporelles des impulsions apres propagation a quelques metres au-dessus de la surface de la mer. Aucune modification attribuable a l'influence de l'atmosphere marine n'a ete observee, en bon accord avec les resultats theoriques compte tenu des faibles epaisseurs optiques rencontrees lors des mesures. Globalement, cette etude montre que les sources nd:yag a decalage raman sont bien adaptees aux besoins operationnels. La demarche presentee est facilement transposable a d'autres sources des lors que l'on dispose d'une connaissance precise de leur mode d'emission.

Titre traduit

Pulsed laser beam propagation in marine atmosphere application to nd:yag pumped raman laser source

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