Correction dynamique de faisceaux laser
375
Photoréfractif
Brillouin
Dimension
Caractéristiques
spectrales de la source
Temix de réDonse
Caractéristiques
spatiales
du
faisceau
011 gaz
+ < l c m
-
20-50 cm
+ pas de
-
monomode
contrainte
longitudinal
-
1-3 min
+ an. nanosecondes
-
ne corrige pas
des distorsions
évoluant rapidement
+ pour des distorsions
évoluant lentement
corrige de t r k
fortes aberrations
+ corrige des distorsions
pouvant changer d’une
impulsion à une autre
- ne corrige pas
de fortes
aberrations
Tableau 4: Comparaison des iriiroirs i coi1,jiigaison pliotorbfractif et Brillouin. + : %vantages; - : limitation.
dement. La tenue au flux du cristal ( w 15 MW/cm2) est line autre contrainte à prendre
en compte. En revanche, dans des régimes d’utilisation oii le temps de réponse du cristal
ct la tenue au flux ne constituent pas un problème, l’utilisation d’un cristal photoréfractif comme miroir non-linéaire présente de nombreux avantages par rapport aux cellules
Brilloiiiii en terme de compacit,é; fidélité de coiijiigaison de phase, facilité d’utilisation et
(le inaiiipiilation.
Le scliérria d’une source Nd:YAG avec iniroir coiijogaison de phase photoréfractif
pr6serité sur la figure 16(a). Dans cette architecture, un oscillateur Nd:YAG déclenché
vre des impulsions de faiblc énergie, E,,,, avec un profil spatial de bonne qualité. Un
isolateur de Faraday, constitué de deux polariseurs de Glaii (GP1 et GP,), d’un rotateur
de Faraday (FR,) et d’une lanie dem-onde (WP,) perniet de découpler l’oscillateur avec
IC faisceau de retour fortemeiit amplifié. Le faisceau issu de l’oscillateur est donc amplifié une première fois dans l’amplificateur à fort gain. Le faisceau est alors réfléchi par le
iiiiroir non-linéaire pour subir iin deuxième passage dans l’amplificateur. Le faisceau est
ciisuite extrait par réflexion sur le polariseur GPI. Ce faisceau amplifié possède toutes les
cliialit,4s spatiales du faisceau issu d r l’oscillat,riir. Cominc 011 limite l’énergie incidente sur
l r cristir1 photoréfractif, toute 1’6iiergie stjoclt6e dans l’amplificateur n’est pas extraite. Un
iiiov(’ii d’extraire une plus graiide partie do cett,e éncrgie coiisiste à utiliser l’architecture
(Ir l i ~ figure 16(b) dans laquelle> le faisceau siibit 4 passages dans le milieu amplificateur
[43]. Dans cette architecture, iiiie lame quart d’onde (LQO) est utilisée en deux passages
poiir tourner de 90” la polarisation de l’onde qui a subi iiiie première traversée dii milieu amplificateur. Aprés une deuxième amplification, l’onde est réfléchie par le polariseur
C+P2 et envoyé sur le miroir à conjugaison de phase. Une lame demi-onde (WP,) renverse
la polarisation pour optimiser l’interaction iioIi-linéaire. L’onde conjuguée en phase ainsi
renvoyée par le cristal photoréfractif subit deiix passages supplémentaires dans l’amplificateiir pour être finalement ext,rait.e du syt,èine au moyen dii polariseur GP1. Une fois de
pliis. le faisceau de sortie est corrigé des dist,orsions de pliase du milieu actif.
L’utilisation d’un cristal pliotoréfractif coinnie miroir iioii-linéaire permet donc la réalisat,ioii dc soiirces lasers Nd:Y.kG à liautme qualit6 de f ceaii entièrement à l’état solide.
C:r t,ype (l’architecture a réceiiirrient été valid6 avec LIU poiripage par lampes flash basse
375
Photoréfractif
Brillouin
Dimension
Caractéristiques
spectrales de la source
Temix de réDonse
Caractéristiques
spatiales
du
faisceau
011 gaz
+ < l c m
-
20-50 cm
+ pas de
-
monomode
contrainte
longitudinal
-
1-3 min
+ an. nanosecondes
-
ne corrige pas
des distorsions
évoluant rapidement
+ pour des distorsions
évoluant lentement
corrige de t r k
fortes aberrations
+ corrige des distorsions
pouvant changer d’une
impulsion à une autre
- ne corrige pas
de fortes
aberrations
Tableau 4: Comparaison des iriiroirs i coi1,jiigaison pliotorbfractif et Brillouin. + : %vantages; - : limitation.
dement. La tenue au flux du cristal ( w 15 MW/cm2) est line autre contrainte à prendre
en compte. En revanche, dans des régimes d’utilisation oii le temps de réponse du cristal
ct la tenue au flux ne constituent pas un problème, l’utilisation d’un cristal photoréfractif comme miroir non-linéaire présente de nombreux avantages par rapport aux cellules
Brilloiiiii en terme de compacit,é; fidélité de coiijiigaison de phase, facilité d’utilisation et
(le inaiiipiilation.
Le scliérria d’une source Nd:YAG avec iniroir coiijogaison de phase photoréfractif
pr6serité sur la figure 16(a). Dans cette architecture, un oscillateur Nd:YAG déclenché
vre des impulsions de faiblc énergie, E,,,, avec un profil spatial de bonne qualité. Un
isolateur de Faraday, constitué de deux polariseurs de Glaii (GP1 et GP,), d’un rotateur
de Faraday (FR,) et d’une lanie dem-onde (WP,) perniet de découpler l’oscillateur avec
IC faisceau de retour fortemeiit amplifié. Le faisceau issu de l’oscillateur est donc amplifié une première fois dans l’amplificateur à fort gain. Le faisceau est alors réfléchi par le
iiiiroir non-linéaire pour subir iin deuxième passage dans l’amplificateur. Le faisceau est
ciisuite extrait par réflexion sur le polariseur GPI. Ce faisceau amplifié possède toutes les
cliialit,4s spatiales du faisceau issu d r l’oscillat,riir. Cominc 011 limite l’énergie incidente sur
l r cristir1 photoréfractif, toute 1’6iiergie stjoclt6e dans l’amplificateur n’est pas extraite. Un
iiiov(’ii d’extraire une plus graiide partie do cett,e éncrgie coiisiste à utiliser l’architecture
(Ir l i ~ figure 16(b) dans laquelle> le faisceau siibit 4 passages dans le milieu amplificateur
[43]. Dans cette architecture, iiiie lame quart d’onde (LQO) est utilisée en deux passages
poiir tourner de 90” la polarisation de l’onde qui a subi iiiie première traversée dii milieu amplificateur. Aprés une deuxième amplification, l’onde est réfléchie par le polariseur
C+P2 et envoyé sur le miroir à conjugaison de phase. Une lame demi-onde (WP,) renverse
la polarisation pour optimiser l’interaction iioIi-linéaire. L’onde conjuguée en phase ainsi
renvoyée par le cristal photoréfractif subit deiix passages supplémentaires dans l’amplificateiir pour être finalement ext,rait.e du syt,èine au moyen dii polariseur GP1. Une fois de
pliis. le faisceau de sortie est corrigé des dist,orsions de pliase du milieu actif.
L’utilisation d’un cristal pliotoréfractif coinnie miroir iioii-linéaire permet donc la réalisat,ioii dc soiirces lasers Nd:Y.kG à liautme qualit6 de f ceaii entièrement à l’état solide.
C:r t,ype (l’architecture a réceiiirrient été valid6 avec LIU poiripage par lampes flash basse