Cristallogenese, spectroscopie optique et proprietes laser dans le proche infrarouge de materiaux de type melilite dopes yb, er et yb-er

Crystal growth, optical spectroscopy and laser properties in near infrared range of yb, er and yb-er doped melilite type materials

• Auteur / Autrice : BEATRICE SIMONDI TEISSEIRE
• Direction : Daniel Vivien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail s'insere dans la recherche de nouveaux materiaux laser solides pompes par diode et emettant vers 1,5 micrometre (domaine de securite oculaire) et 3 micrometre (zone de forte absorption de l'eau). Ces longueurs d'onde correspondent a des emissions de l'ion er#3#+, mais son absorption dans les domaines d'emission des diodes (800 nm et 980 nm) est faible et il est generalement pompe au moyen de l'ion yb#3#+. Nous nous sommes interesses aux matrices de type melilite ca#2al#2sio#7 (cas), ca#2ga#2sio#7 (cgs) et srlaga#3o#7 (slg), bien adaptees au dopage par les ions lanthanides. Des monocristaux de ces composes monodopes yb, er et codopes yb-er ont ete elabores a partir de l'etat fondu. Leurs proprietes structurales et physiques ont ete examinees. Ils sont caracterises par un desordre structural autour du site d'accueil de la terre rare qui conduit a des bandes d'absorption larges favorables au pompage par diode laser. Dans les trois matrices, les positions en energie et les temps de vie radiatifs des niveaux emetteurs des ions yb#3#+ et er#3#+ ont ete determines. Les interactions yb-er ont ete analysees au moyen des equations de population des niveaux d'energie puis les criteres favorables a l'oscillation laser ont ete definis. Le cas : er et le slg : er sont choisis pour une emission respectivement a 1,5 micrometre et 2,7 micrometre. Une solution commune pour ameliorer les performances des materiaux cas : yb : er et slg : er consiste a ajouter une autre ion lanthanide susceptible de presenter des transferts d'energie avec l'ion er#3#+ afin de modifier sa dynamique de fluorescence. Au terme de cette etude, une oscillation laser vers 1,55 micrometre a ete obtenue a temperature ambiante et en fonctionnement continu sur des cristaux de cas : yb : er : ce avec des seuils tres faibles ( 20 mw).