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Auteur(s)
-
Kheirréddine LEBBOU
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les fibres monocristallines offrent de nombreuses perspectives d'application en optique qui ne sont accessibles, ni aux fibres de verres, ni aux formes monocristallines massives. La méthode micro-Pulling Down (μ-PD) utilise l'effet capillaire. L'interface liquide-solide est la goutte qui pend au bas d'un capillaire ouvert à son extrémité supérieure et rempli du liquide à cristalliser. Cette technique permet de faire croître des fibres monocristallines et des formats de très bonne qualité optique.
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Application à la détection des rayonnements ionisants7. Fibres cristallines comme milieu laser
Les fibres cristallines sont un intermédiaire entre les cristaux laser classiques et les fibres de silice dopée. Nous décrivons ici comment tirer partie de ce milieu cristallin pouvant être utilisé comme guide de lumière et comme amplificateur laser. Nous montrerons ensuite quelques caractérisations orientées vers les applications lasers avant d'aborder les lasers que nous avons réalisés, en régime continu et en régime déclenché. Nous aborderons enfin une caractérisation thermique des fibres cristallines sous un pompage intense pour en déduire tout le potentiel de ce nouveau milieu laser.
7.1 Concept laser pour les fibres cristallines par rapport à l'état de l'art
Parmi les architectures lasers développées ces dernières années pour dépasser les limites thermiques des cristaux, les lasers à fibre en silice dopée ont largement montré leur grand potentiel. Une puissance laser de plusieurs kilowatts en régime continu a été démontrée avec d'excellentes efficacités, dans des fibres dopées aux ions Yb3+.
Pour fonctionner, les lasers utilisent un pompage (apport d'énergie). Le plus répandu (car le plus efficace) est un pompage optique via des diodes laser. Les longueurs d'onde des diodes laser les plus couramment utilisées sont 808 nm (pour le pompage du néodyme), et 940 nm ou 980 nm (pour le pompage de l'ytterbium).
Le faisceau de pompe est généralement très divergent (beaucoup plus que le faisceau laser lui-même). Dans un cristal laser pour lequel, ni la pompe, ni le signal ne sont guidés, le recouvrement entre les deux (qui assure l'efficacité du laser) ne peut être obtenu qu'au moyen d'une forte absorption de la pompe sur une petite longueur.
Les lasers massifs permettent d'atteindre de fortes puissances crêtes, mais souffrent d'effets thermiques importants qui dégradent la qualité spatiale du faisceau de sortie (figure 12a ).
Pour les fibres, la géométrie la plus utilisée est celle du double cœur, permettant de guider le signal dans un cœur monomode, et la pompe dans un cœur multimode bien adapté à sa forte divergence. Le guidage permet de travailler avec de grandes longueurs de milieu (quelques mètres en général) et, donc, de bien répartir la quantité de chaleur déposée par la pompe (figure 12b ).
Dans ces lasers à...
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