L 'effet phot oréfrac tif
305
Nous voyons que pour osciller un faisceau doit posséder une fréquence W' voisine de
celle w du faisceau de pompe. Si pour cette fréquence, et pour la structure spatiale
considérée, la longueur de la cavité "vide" (Le. en ne prenant pas en compte l'effet
photoréfractif) n'est pas adaptée mais possède un désaccord de AL, alors l'effet photoréfractif
peut compenser ce désaccord en introduisant un déphasage voisin de Aws = 2 nAL/A.
Avec les valeurs numériques utilisées pour tracer la figure 25, l'effet photoréfractif
permet de compenser des désaccords de lAwSl = lrad soit de +A/27c. Pour des produits gain
longueur d'interaction plus grands etfou des pertes plus faibles, il est possible de compenser
des désaccords plus importants. Dans l'exemple de la figure 24, il y a toujours un mode qui
oscille lorsque le diaphragme est ouvert au maximum. I1 n'y a pas de sélection de modes
transverses et il y en a donc toujours un qui présente un désaccord inférieur à lAwSl = lrad.
La cavité saute d'un mode à l'autre principalement à cause des effets thermiques dans le cristal
qui modifient perpétuellement la longueur optique de la cavité. Par contre si l'on diminue le
diamètre du diaphragme pour ne sélectionner que le mode gaussien TEM,,, , la longueur de la
cavité n'est pas toujours adaptée et la sortie présente de grandes fluctuations allant jusqu'à
l'extinction totale du faisceau. Un gain plus fort permettrait d'avoir une sortie plus stable. Le
faisceau peut être stabilisé en asservissant la longueur de la cavité sur l'intensité de sortie.
Pour un matériau photoréfractif fonctionnant avec un champ électrique appliqué, on
pourrait montrer de même que la fréquence du faisceau qui oscille est voisine de w + W ,
[125]. Des analyses plus détaillées de ces décalages en fréquence se trouvent dans les
références [127-1291. La cinétique est abordée dans [I271 tandis que la structure transverse du
mode est prise en compte dans [129].
6. MÉLANGE À QUATRE ONDES
6.1 Introduction
Le mélange à quatre ondes permet la conjugaison de phase. Elle est utilisée pour l'oscillation
laser avec correction intra-cavité d'aberrations, le blocage en phase de modes de sources laser,
certains filtres temporels, des opérations logiques, l'interférométrie dynamique, les fonctions
optiques (seuillage ...), la déflexion de faisceaux, les interconnexions, etc.
- Les miroirs dit pompés dans lesquels, outre le faisceau signal dont il souhaite obtenir le
conjugué en phase, l'expérimentateur envoie également les deux faisceaux dits de pompe.
- Les miroirs dits autopompés où les faisceaux de pompe sont créés à partir du seul faisceau
signal.
Ci-dessous, nous commençons par écrire les équations couplées décrivant le mélange à
quatre ondes. Leur résolution nous permet ensuite de souligner les spécificités des miroirs à
conjugaison de phase pompés. Pour finir, nous présentons les principaux miroirs à
conjugaison de phase autopompés. Leur fonctionnement s'apparente à celui des cavités
résonantes que nous venons de décrire dans le chapitre 5.
On peut classer les miroirs à conjugaison de phase dans les deux catégories suivantes.
6.2 Équations du mélange à 4 ondes
Nous traitons le mélange à 4 ondes en suivant une démarche similaire à celle que nous avons
prise pour le mélange à deux ondes. Les 4 ondes sont des ondes quasi-planes que nous
repérons avec l'indice i allant de 1 à 4. Conformément à la notation (2.1) nous les écrivons en
notations complexes :
1
-i(wt-k, i )
+
cc
305
Nous voyons que pour osciller un faisceau doit posséder une fréquence W' voisine de
celle w du faisceau de pompe. Si pour cette fréquence, et pour la structure spatiale
considérée, la longueur de la cavité "vide" (Le. en ne prenant pas en compte l'effet
photoréfractif) n'est pas adaptée mais possède un désaccord de AL, alors l'effet photoréfractif
peut compenser ce désaccord en introduisant un déphasage voisin de Aws = 2 nAL/A.
Avec les valeurs numériques utilisées pour tracer la figure 25, l'effet photoréfractif
permet de compenser des désaccords de lAwSl = lrad soit de +A/27c. Pour des produits gain
longueur d'interaction plus grands etfou des pertes plus faibles, il est possible de compenser
des désaccords plus importants. Dans l'exemple de la figure 24, il y a toujours un mode qui
oscille lorsque le diaphragme est ouvert au maximum. I1 n'y a pas de sélection de modes
transverses et il y en a donc toujours un qui présente un désaccord inférieur à lAwSl = lrad.
La cavité saute d'un mode à l'autre principalement à cause des effets thermiques dans le cristal
qui modifient perpétuellement la longueur optique de la cavité. Par contre si l'on diminue le
diamètre du diaphragme pour ne sélectionner que le mode gaussien TEM,,, , la longueur de la
cavité n'est pas toujours adaptée et la sortie présente de grandes fluctuations allant jusqu'à
l'extinction totale du faisceau. Un gain plus fort permettrait d'avoir une sortie plus stable. Le
faisceau peut être stabilisé en asservissant la longueur de la cavité sur l'intensité de sortie.
Pour un matériau photoréfractif fonctionnant avec un champ électrique appliqué, on
pourrait montrer de même que la fréquence du faisceau qui oscille est voisine de w + W ,
[125]. Des analyses plus détaillées de ces décalages en fréquence se trouvent dans les
références [127-1291. La cinétique est abordée dans [I271 tandis que la structure transverse du
mode est prise en compte dans [129].
6. MÉLANGE À QUATRE ONDES
6.1 Introduction
Le mélange à quatre ondes permet la conjugaison de phase. Elle est utilisée pour l'oscillation
laser avec correction intra-cavité d'aberrations, le blocage en phase de modes de sources laser,
certains filtres temporels, des opérations logiques, l'interférométrie dynamique, les fonctions
optiques (seuillage ...), la déflexion de faisceaux, les interconnexions, etc.
- Les miroirs dit pompés dans lesquels, outre le faisceau signal dont il souhaite obtenir le
conjugué en phase, l'expérimentateur envoie également les deux faisceaux dits de pompe.
- Les miroirs dits autopompés où les faisceaux de pompe sont créés à partir du seul faisceau
signal.
Ci-dessous, nous commençons par écrire les équations couplées décrivant le mélange à
quatre ondes. Leur résolution nous permet ensuite de souligner les spécificités des miroirs à
conjugaison de phase pompés. Pour finir, nous présentons les principaux miroirs à
conjugaison de phase autopompés. Leur fonctionnement s'apparente à celui des cavités
résonantes que nous venons de décrire dans le chapitre 5.
On peut classer les miroirs à conjugaison de phase dans les deux catégories suivantes.
6.2 Équations du mélange à 4 ondes
Nous traitons le mélange à 4 ondes en suivant une démarche similaire à celle que nous avons
prise pour le mélange à deux ondes. Les 4 ondes sont des ondes quasi-planes que nous
repérons avec l'indice i allant de 1 à 4. Conformément à la notation (2.1) nous les écrivons en
notations complexes :
1
-i(wt-k, i )
+
cc