Etude de cavités résonantes pour lasers à solide industriels de puissance en régime relaxe

par Bruno Taisne

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Pierre Boquillon.

Soutenue en 1992

à Dijon .

mots clés

• Lasers à solide
• Résonateurs lasers

Résumé

L’amélioration du rendement et de la qualité de faisceau des lasers à solide de puissance est abordée sous l'angle des cavités de pompage et des résonateurs optiques. Une simulation numérique 3D permet d'abord de comparer les cavités de pompage diffusantes et les cavités elliptiques plus ou moins réfléchissantes. L’état de surface optimal est trouve en fonction de l'homogénéité de pompage désirée. Les distorsions optiques du barreau sont ensuite mesurées sur un laser de 450 W et prises en compte dans le calcul de divers résonateurs: i) résonateurs stables: une méthode de synthèse de résonateurs stables est proposée et appliquée à des configurations diverses. Un nouveau résonateur en anneau est décrit qui améliore les performances en usinage; ii) résonateurs instables: une étude théorique permet de conclure quant à l'utilité limitée des résonateurs SFUR linéaire et en anneau. Un résonateur télescopique en anneau est expérimenté, qui délivre 150 W avec toutefois une mauvaise reproductibilité des impulsions; iii) résonateurs gaussiens: une analyse théorique montre l'intérêt de ces résonateurs, même en configuration stable. L’évolution des caractéristiques du résonateur avec les variations de puissance de pompage est explicitée grâce à un diagramme simple et général, et tous les éléments sont donnés pour synthétiser un tel résonateur.

Titre traduit

Study of resonant cavities for high power solid state industrial lasers in a free running mode

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