1 - CONTEXTE

• 1.1 - Pompage optique des cristaux et des verres dopés par des ions actifs
  Figure 1 - Boule d’un monocristal de grenat YAG dopé par l’ion Nd3+ dans laquelle seront extraits les barreaux et les plaquettes laser Figure 2 - Exemples de découpe de barreaux et de plaquettes laser à partir de la boule cristalline en figure 1
• 1.2 - Quelques grands projets de laser à l’état solide

2 - PRINCIPAUX ÉLÉMENTS D’UNE SOURCE LASER

3 - TRANSITIONS D’ABSORPTION ET D’ÉMISSION DES CENTRES ACTIFS

4 - POPULATION D’UN NIVEAU D’ÉNERGIE

• 4.1 - Principe de Boltzmann
  Figure 3 - Schéma d’un diagramme de niveaux d’énergie d’un ion ou d’un atome Figure 4 - Échelles relatives des niveaux d’énergie d’une molécule à l’état gazeux Figure 5 - Exemples des variations de populations des niveaux d’énergie des systèmes à 2, 3 et 4 niveaux
• 4.2 - Problème de l’inversion de population
• 4.3 - Schéma de centres respectivement à 3 et 4 niveaux
  Figure 6 - Niveaux d’énergie de l’ion dopant Nd3+ inséré dans un solide dans les domaines IR, visible et UV
• 4.4 - Pompage optique des matériaux inorganiques dopés par des ions luminescents
  Figure 7 - Spectre d’absorption de YAG : 1 at % Nd3+ à la température ambiante dans la gamme spectrale de la diode de pompe. La raie la plus intense est située à 808,2 nm et correspond à un coefficient d’absorption de 12 cm–1

5 - COEFFICIENTS D’EINSTEIN D’ABSORPTION, D’ÉMISSION SPONTANÉE ET D’ÉMISSION STIMULÉE (OU INDUITE)

• 5.1 - Mécanisme d’absorption
• 5.2 - Mécanisme d’émission spontanée et durée de vie d’un niveau excité
• 5.3 - Mécanisme d’émission stimulée (ou induite)
  Figure 8 - Allure générale des variations du gain a () des systèmes laser à 3 et 4 niveaux en fonction de l’intensité de la source de pompage Tableau 1 - Durée de vie moyenne des atomes dans l’état excité
• 5.4 - Coefficients d’absorption et d’amplification
• 5.5 - Sections efficaces d’absorption et d’émission stimulée

6 - CAVITÉ RÉSONNANTE ET INTENSITÉ ÉMISE PAR LE FAISCEAU LASER

• 6.1 - Optique des faisceaux gaussiens
• 6.2 - Caractéristiques spectrales du faisceau laser
  Figure 9 - Évolution de la section droite du faisceau laser à l’intérieur de la cavité résonnante Figure 10 - Mise en évidence du processus d’amplification à partir du schéma du montage optique de la cavité oscillatrice et de l’amplificateur d’une source laser à colorants Figure 11 - Interféromètre Fabry-Pérot appliqué à la cavité résonnante laser Tableau 2 - Amplitudes complexes de chaque rayon selon la configuration de [...]
• 6.3 - Modes du laser
  Figure 12 - Création des modes et sélection du mode principal dans une cavité laser du type Fabry-Pérot. Spectre de fréquence transmis par la cavité Figure 13 - Création des modes et sélection du mode principal dans une cavité laser du type Fabry-Pérot. Technique de l’étalon pour isoler un seul mode laser
• 6.4 - Cohérence des faisceaux
  Figure 14 - Exemple de trains d’onde Figure 15 - Montage de l’interféromètre de Michelson
• 6.5 - Quelques clarifications : valeurs de largeurs de raies expérimentales de l’émission de fluorescence

7 - CONCLUSION