Correction des aberrations et mise en forme spatiale d'un faisceau laser par contrôle de phase intracavité

Aberration compensation and spatial beamshaping by an intracavity phase control

• Auteur / Autrice : Jérôme Bourderionnet
• Direction : Robert Frey
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Versailles-St Quentin en Yvelines

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lasers

Propriétés mécaniques

Faisceaux laser

Phonons

Holographie

Résumé

Les exigences industrielles actuelles impliquent le développement de sources monomodes transversalement (TEM00) délivrant une puissance moyenne allant de la centaine de Watts à plusieurs kWatts. Dans de telles conditions, le pompage optique implique sur les milieux amplificateurs une charge thermique très importante, qui génére par effets thermo-optique et thermo-mécanique une quantité non-négligeable d'aberrations thermiques dans le milieu amplificateur. Dans un premier temps, nous avons étudié théoriquement les incidences de ces aberrations thermiques sur les performances d'un oscillateur fonctionnant sur le mode fondamental. Nous avons ainsi déterminé les pertes induites, la dégradation de la qualité spatiale du faisceau, ainsi que les perturbations de la stabilité du laser, en fonction de l'amplitude de l'aberration thermique. Ces considérations nous amènent à envisager une correction des aberrations thermiques lorsque les puissances visées atteignent plusieurs centaines de Watts, et si l'on veut optimiser l'efficacité de la source. Nous proposons alors deux techniques originales de contrôle de la phase du faisceau laser. La première consiste à utiliser une lame de phase holographique fixe dans la cavité laser. Enfin, on utilise une valve à cristaux liquides adressée optiquement comme lame de phase programmable intracavité qui permet de contrôler dynamiquement le faisceau délivré par l'oscillateur. Nous démontrons que cette technique permet également de mettre en forme spatialement le faisceau délivré par l'oscillateur. Nous avons ainsi réalisé expérimentalement un résonateur pouvant produire des faisceaux de profils spatiaux variés.