Recherche, croissance cristalline et caractérisation de nouveaux matériaux pour microlasers bleu et infrarouge

Research, crystal growth and characterization of novel materials for blue and infrared microlasers

• Auteur / Autrice : Cyrille Varona
• Direction : Gérard Aka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Cristallogenèse

Laser solide bleu

Néodyme

Méthode de Czochralski

Erbium

Ytterbium

Conversion de fréquence

Sécurité oculaire

Résumé

Les lasers solides activés Ln3+ offrent de grands avantages: compacité, grande monochromaticité, faible divergence. Deux gammes spectrales sont étudiées: vers 1,55µm et le bleu. Le dopage Yb-Er de cristaux comme le CAS (Ca2Al2SiO7), LnCOB (LnCa4O(BO3)3 – Ln=Y,Gd), GdVO4 ou CLAPO (Ca8La2(PO4)6O2) conduit à une émission vers 1,55µm. Après cristallogenèse et études spectroscopiques, un effet laser vers 1,55µm est obtenu dans le CAS et les LnCOB. Avec des cristaux dopés Nd, nous désirons une courte longueur d’onde laser (~900nm) pour réaliser un laser bleu après conversion de fréquence. Les matrices dopées Nd3+ sont des aluminates ABAlO4 (A=Ca,Sr–B=Y,Gd) ou ASL (Sr1-xLaxMgxAl12-xO19), gallates ABGa3O7 (A=Ca,Sr–B=La,Gd) ou scheelites AMO4 (A=Ca,Sr,Ba–M=Mo,W). Après cristallogenèse et études spectroscopiques, l’effet laser est obtenu vers 900nm dans CaWO4, SrLaGa3O7 et l’ASL. Avec celui-ci, un laser à 450nm est réalisé par doublage de fréquence avec LBO, BiBO, GdCOB, YCOB ou Gd0,58Y0,42COB.

Lanthanides activated solid-state lasers show many advantages: compactness, high monochromaticity, low divergence. Two spectral bands are studied: around 1. 55µm and the blue one. Yb3+-Er3+ codoping of hosts like CAS (Ca2Al2SiO7), LnCOB (LnCa4O(BO3)3 – Ln=Y,Gd), GdVO4 or CLAPO (Ca8La2(PO4)6O2) leads to an emission around 1. 55µm. After crystal growth and spectroscopic studies, laser effect is obtained around 1. 55µm in CAS and LnCOB. Thanks to Nd3+-doped materials, we look for a short laser wavelength (~900nm) to get a blue laser after frequency conversion. Hosts for Nd3+ ions are aluminates, ABAlO4 (A=Ca,Sr – B=Y,Gd) or ASL (Sr1-xLaxMgxAl12-xO19), gallates ABGa3O7 (A=Ca,Sr – B=La,Gd) or scheelites AMO4 (A=Ca,Sr,Ba – M=Mo,W). After crystal growth and spectroscopic studies, laser effect around 900nm is obtained in CaWO4, SrLaGa3O7 and ASL. This latter leads to a blue laser at 450nm by intracavity frequency doubling with LBO, BiBO, GdCOB, YCOB or Gd0,58Y0,42COB.