Recherche Avancée

Thèse soutenue

Sources laser tout solide accordables à base de matériau Nd: PPLN

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Auteur / Autrice : Laurent Barraco
Direction : Claude Fabre
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique. État condensé, propriétés électriques, magnétiques, optiques
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Résumé

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Avec le développement des techniques d'inversion de domaines ferroélectriques, notamment sur le niobate de lithium (PPLN), et son utilisation pour faire de l'amplification paramétrique en quasi-accord de phase, l'efficacité des oscillateurs paramétriques optiques (OPO) s'est grandement accrue. Néanmoins, certaines applications des OPO, notamment dans le domaine de la défense, nécessitent d'avoir des systèmes compacts consommant le moins d'énergie possible avec des servitudes réduites tout en présentant les rendements électrique-optique les plus élevés. Le niobate de lithium dopé néodyme, Nd3+:LiNbO3, possède à la fois les propriétés laser associées à l'ion néodyme et les propriétés non linéaires et électro-optiques du niobate de lithium. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié la possibilité de coupler ces effets dans un même cristal et de réaliser ainsi un OPO intra-cavité auto-pompé de forte éventuelle du dopage évaluée. Enfin, nous détaillons la conception, la réalisation et les performances d'un oscillateur paramétrique optique intra-cavité auto-pompé utilisant ces cristaux et discutons de ces performances en les comparant à celle d'un OPO intra-cavité utilisant un cristal laser Nd:YVO4 et un cristal non linéaire PPLNcompacité présentant de forts rendements. Tout d'abord, nous présentons les propriétés spectroscopiques de l'ion néodyme dans la matrice de niobate de lithium. Puis, nous étudions les performances d'un laser Nd :LiNbO3 sous pompage par diode ou par laser titane saphire, fonctionnant aussi bien en régime continu qu'en régime impulsionnel, ainsi que l'influence éventuelle de l'inversion de domaines ferro-électriques de la matrice sur cette source laser. Dans un second temps, après avoir présenté le fonctionnement d'un oscillateur paramétrique en quasi-accord de phase, nous réalisons l'inversion périodique de domaine ferro-électriques sur des cristaux de niobate de lithium dopé néodyme, avant d'étudier un OPO extra-cavité utilisant un tel cristal. Ses performances sont alors comparées à celle d'un OPO utilisant un cristal non dopé néodyme et l'influence.