314
G. Pauiiat et G. Roosen
avons présenté ci-dessus. I1 fonctionne avec les mêmes polarisations et avec la même
orientation du transfert d'énergie, de 1 vers 4 et de 3 vers 2. Le faisceau 3 n'est autre que le
faisceau signal 4 qui a traversé le matériau et que l'on renvoie par l'intermédiaire d'un jeu de
miroirs sur ce même matériau. Ce miroir hérite des particularités du miroir à double
conjugaison de phase. I1 souffre de dégénérescence conique que l'on peut lever en insérant des
éléments optiques, tels que lentilles et prismes à l'intérieur de la cavité [149, 1501. II
fonctionne également avec des faisceaux de faible longueur de cohérence et reste très peu
sensible aux vibrations. Ces vibrations peuvent même être utiles. En effet, si la longueur de
cohérence de la source laser est supérieure à la longueur de la boucle, alors des réseaux
peuvent s'inscrire par réflexion entre les faisceaux de chaque couple (1, 2) et (3,4 ). Par
diffraction sur ces réseaux, par exemple 1 qui se diffracte sur le réseau inscrit par le couple
(1,2), on crée un faisceau 2' qui se propage dans la direction de 2 avec la structure spatiale de
ce dernier. Ce faisceau diffracté 2' se superpose au faisceau conjugué. Habituellement il est
malheureusement en opposition de phase avec 2. Ces réseaux supplémentaires réduisent donc
la réflectivité du miroir à conjugaison de phase et de plus, peuvent rendre le faisceau
conjugué 2 instable. Faire vibrer le montage, ou un des miroirs de renvoi, permet de faire
varier la longueur de la boucle et donc de brouiller les franges de ces réseaux par réflexion.
Ceci augmente la réflectivité lorsque l'on emploie des sources laser de grande longueur de
cohérence. Par contre cela ne brouille pas les réseaux par transmission.
Figure 30 : Miroir à conjugaison de phase auto-pompé à cavité en anneau.
L'analyse du fonctionnement de ce miroir présentée dans la référence [ 1301 montre que
le seuil d'oscillation en gain est abaissé à IgZl= 2 du fait de la présence de la boucle. Une
analyse mettant en évidence l'importance de la lumière diffusée est présentée en [141, 1131.
Les non-linéarités de l'effet photoréfractif aux forts taux de modulation sont prises en compte
dans [ 1371.
6.4.2.2 Miroirs à cavités linéaires et semi-linéaires
Un miroir à conjugaison de phase autopompé à cavité linéaire est constitué d'un matériau
photoréfractif inséré dans une cavité résonante linéaire de type Fabry Perot. Sur la figure 31.a
nous avons représenté une cavité formée de deux miroirs mais celle-ci pourrait être stabilisée
par l'emploi de miroirs sphériques ou à l'aide dune lentille. L'oscillation dans la cavité part à
partir de la lumière diffusée et amplifiée à partir du faisceau signal 1. Le processus est
similaire à celui que nous avons décrit pour les cavités en anneau (paragraphe 5.5). I1 suffit
pour cela que le gain, exp(I'l), obtenu par transfert d'énergie entre 1 et 4 soit supérieur aux
pertes dans la cavité. Par construction les faisceaux 4 et 3 sont conjugués en phase l'un de
l'autre. Le faisceau 3 se diffracte sur le réseau inscrit et produit le faisceau 2 conjugué de
l'onde signal 1. Le seuil en gain de ce miroir à conjugaison de phase est par définition égal
aux pertes. Pour un système sans pertes, ou avec des pertes négligeables, il est nul.
Le faisceau qui oscille dans la cavité, l'onde 4 qui se transforme en 3 par réflexion, est un
mode de la cavité. Sa fréquence est donc définie par le chemin optique de cette cavité. Nous
retrouvons donc les mêmes problèmes que ceux nous avions rencontrés lors de l'étude des
cavités en anneau dans le paragraphe (5.5) : sensibilité à la longueur de la cavité et décalage
G. Pauiiat et G. Roosen
avons présenté ci-dessus. I1 fonctionne avec les mêmes polarisations et avec la même
orientation du transfert d'énergie, de 1 vers 4 et de 3 vers 2. Le faisceau 3 n'est autre que le
faisceau signal 4 qui a traversé le matériau et que l'on renvoie par l'intermédiaire d'un jeu de
miroirs sur ce même matériau. Ce miroir hérite des particularités du miroir à double
conjugaison de phase. I1 souffre de dégénérescence conique que l'on peut lever en insérant des
éléments optiques, tels que lentilles et prismes à l'intérieur de la cavité [149, 1501. II
fonctionne également avec des faisceaux de faible longueur de cohérence et reste très peu
sensible aux vibrations. Ces vibrations peuvent même être utiles. En effet, si la longueur de
cohérence de la source laser est supérieure à la longueur de la boucle, alors des réseaux
peuvent s'inscrire par réflexion entre les faisceaux de chaque couple (1, 2) et (3,4 ). Par
diffraction sur ces réseaux, par exemple 1 qui se diffracte sur le réseau inscrit par le couple
(1,2), on crée un faisceau 2' qui se propage dans la direction de 2 avec la structure spatiale de
ce dernier. Ce faisceau diffracté 2' se superpose au faisceau conjugué. Habituellement il est
malheureusement en opposition de phase avec 2. Ces réseaux supplémentaires réduisent donc
la réflectivité du miroir à conjugaison de phase et de plus, peuvent rendre le faisceau
conjugué 2 instable. Faire vibrer le montage, ou un des miroirs de renvoi, permet de faire
varier la longueur de la boucle et donc de brouiller les franges de ces réseaux par réflexion.
Ceci augmente la réflectivité lorsque l'on emploie des sources laser de grande longueur de
cohérence. Par contre cela ne brouille pas les réseaux par transmission.
Figure 30 : Miroir à conjugaison de phase auto-pompé à cavité en anneau.
L'analyse du fonctionnement de ce miroir présentée dans la référence [ 1301 montre que
le seuil d'oscillation en gain est abaissé à IgZl= 2 du fait de la présence de la boucle. Une
analyse mettant en évidence l'importance de la lumière diffusée est présentée en [141, 1131.
Les non-linéarités de l'effet photoréfractif aux forts taux de modulation sont prises en compte
dans [ 1371.
6.4.2.2 Miroirs à cavités linéaires et semi-linéaires
Un miroir à conjugaison de phase autopompé à cavité linéaire est constitué d'un matériau
photoréfractif inséré dans une cavité résonante linéaire de type Fabry Perot. Sur la figure 31.a
nous avons représenté une cavité formée de deux miroirs mais celle-ci pourrait être stabilisée
par l'emploi de miroirs sphériques ou à l'aide dune lentille. L'oscillation dans la cavité part à
partir de la lumière diffusée et amplifiée à partir du faisceau signal 1. Le processus est
similaire à celui que nous avons décrit pour les cavités en anneau (paragraphe 5.5). I1 suffit
pour cela que le gain, exp(I'l), obtenu par transfert d'énergie entre 1 et 4 soit supérieur aux
pertes dans la cavité. Par construction les faisceaux 4 et 3 sont conjugués en phase l'un de
l'autre. Le faisceau 3 se diffracte sur le réseau inscrit et produit le faisceau 2 conjugué de
l'onde signal 1. Le seuil en gain de ce miroir à conjugaison de phase est par définition égal
aux pertes. Pour un système sans pertes, ou avec des pertes négligeables, il est nul.
Le faisceau qui oscille dans la cavité, l'onde 4 qui se transforme en 3 par réflexion, est un
mode de la cavité. Sa fréquence est donc définie par le chemin optique de cette cavité. Nous
retrouvons donc les mêmes problèmes que ceux nous avions rencontrés lors de l'étude des
cavités en anneau dans le paragraphe (5.5) : sensibilité à la longueur de la cavité et décalage