Étude de lasers microchips pompés par diode, doublés et triplés en fréquence en intracavité

par Nicolas Aubert

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Patrice Féron.

Soutenue en 2009

à Rennes 1 .

mots clés

• Laser ultraviolet CW
• Laser microchip
• Lasers à solide -- Thèses et écrits académiques
• Génération de second harmonique -- Thèses et écrits académiques
• Optique non linéaire -- Thèses et écrits académiques
• Optique cristalline -- Thèses et écrits académiques

Résumé

De nombreuses applications comme la microscopie confocale, la cytométrie en flux, le tri cellulaire, la création de master CD et l’inspection des semiconducteurs requièrent l’utilisation de sources lasers émettant en continu dans l’ultraviolet aux alentours des 355 nm. Les lasers à gaz (Ar, Kr, He/Cd) furent parmis les premiers à émettre dans l’ultraviolet et dominent le marché depuis plusieurs décennies car ils représentent la seule solution pour obtenir une source de rayonnement ultraviolet continue. Néanmoins, ces lasers souffrent d’inconvénients rédhibitoires pour la plupart des applications : ils sont peu efficaces (0,01%), encombrants et requièrent un système de refroidissement performant. La technique de triplement de fréquence en intracavité a largement été utilisée pour améliorer la puissance de lasers passivement déclenchés et de lasers à blocage de mode. Cependant cette technique n’a jamais permis d’obtenir de lasers pompés par diode (DPSS) efficace. Une solution est l’utilisation d’une cavité laser monolithique. Les avantages liés à cette solution sont la simplicité de la conception, la robustesse, la compacité, l'efficacité. Les cavités lasers monolithiques sont obtenues en contactant optiquement les cristaux qui composent la cavité laser. Dans cette thèse, nous présentons pour la première fois une caractérisation d'un laser DPSS émettant en continu à 355 nm. Nous démontrons la possibilité d'obtenir jusqu'à 30 mW à 355 nm. Nous avons également démontrer la possibilité de contrôler la puissance du laser dans une gamme de puissance comprise entre 10 et 15 mW avec une dynamique non bruitée (bruit <1% rms) en agissant sur les températures des cristaux.

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