Correction dynamique de faisceaux laser
387
par effet thermique dans les milieux lasers.
Parmi les mécanismes non-linéaires envisageables, la diffusion Brillouin stimulée constihie iine technique qui a mainteiiant parfait,einent fait ses preuves dans des sytèmes lasers
H forte puissance moyenne et b haute qualité de faisceaii. L’avantage de cette technique
rkside dails sa simplicité d’utilisation puisqu’il suffit de focaliser l’onde distordue dans
iiiie cuve contenant le milieu non-linéaire pour obtenir un faisceau conjugué en phase
qui après un double passage dans le milieu aberrateur, redonne un faisceau corrigé de ses
aberrations. En revanche, ces milieux sont souvent des gaz à haute pression ou des liquides
toxiques, ce qui peut être une limitation à leur utilisation dans des lasers industriels.
Outre la possibilité d’obtenir un effet Brillouin dans des milieux solides, ce qui constitue une voie de recherche prometteuse encore peu étudiée, l’effet photoréfractif dans des
nouveaux cristaux adaptés au proche infrarouge est une solution intéressante. Dans des régimes d’utilisation où le temps c k réponse dii cristal et la tenue au flux ne constituent pas
iiii probli.me, l’utilisation d’un cristal photoréfractif coiiime miroir non-linéaire présente
(les avantages en terme de cornpacite, fidélits de conjugaison de phase, facilité d’utilisation
(Ji; dr iiiaiiipulation.
Une solution alternative tres prometteuse consiste à utiliser le milieu laser lui-même
coinine milieu non-linéaire poiir réaliser de la conjugaison de phase. Outre la possibilité
d’utiliser des matériaux lasers solides, cette technique est très efficace compte tenu de
l’amplification laser subie par toutes les ondes mises en jeu. De tels miroirs non-linéaires
peuvent être intégrés dans de nouvelles architectures de source laser auto-corrigées de leurs
distortions de phase. Ce nouveau type de laser “tout à l’état solide” s’affranchit également
des techniques usuelles de déclenchement et d’affinement spectral ce qui représente une
bcoiiomie de dispositifs et une souplesse d’ut,ilisation noli iiégligeables. Les performances
d6,jA obtenues permettent de viser des énergies et des cadences de répétition élevées tout
(YI inaintenant une excellente rliialité de faisceaii qiiel qiie soit le point de fonctionnement
dr la source. Les prochaines recherches sur ce sujet viseroiit A étendre ce mécanisme norilinéaire A d’autres milieux lasers et d’autres longueurs d’onde. Ces techniques apparaissent
bien adaptées au pompage par diodes pour la réalisation de sources hautes cadences et
compactes, délivrant un faisceau proche de la limite de diffraction. En revanche, cette
technique nécessite la réalisation d’amplificateurs lasers à fort gain.
Pour conclure, chaque type d’iiiteractiori non-linéaire présente des avantages et des
limites. I1 paraît donc difficile d’écarter une solution au profit, d’une autre. Le choix d’une
t,rc:liiiique doit donc se faire eii fonction dii domaine d’application et des performances
es. Pour des systèmes lasers optroniques 011 indust,riels à haute puissance moyenne
o i i
forte énergie par impulsion, il est mêiiie probable que l’utilisation simultanée de
1)liisieurs techniques non-linéaires pourra contribuer à line amélioration importante de la
qualité spatiale et spectrale de ces sources.
Références
[l] Eichler H. J. , Günter P. and Pohl D. W. , Laser-induced dynamic gratings (Springer121 Koechner W., Solid-state laser engineering (Springer-Verlag, Berlin, 1988).
[3] F. W. Quelle F. W., Appl. Opt., 5 (1966) 633-637.
[4] Foster J. D. and Osterinlc L. M., J. Appl. Phys., 41 (1966) 3656-3663.
[5] Eiclilcr H . J. , Haase A . , Menzel R. and Çiemoneit A., J. Phys. D: Appl. Phys., 26
IG] Maminsltii A. A. and Antipenlto B. M. , Multilevel Operating Schemes of Cristalline
Verlag, Berlin, 1986).
(1993) 1584-1891.
Lasers (Nauka, Moscou, 1989).
387
par effet thermique dans les milieux lasers.
Parmi les mécanismes non-linéaires envisageables, la diffusion Brillouin stimulée constihie iine technique qui a mainteiiant parfait,einent fait ses preuves dans des sytèmes lasers
H forte puissance moyenne et b haute qualité de faisceaii. L’avantage de cette technique
rkside dails sa simplicité d’utilisation puisqu’il suffit de focaliser l’onde distordue dans
iiiie cuve contenant le milieu non-linéaire pour obtenir un faisceau conjugué en phase
qui après un double passage dans le milieu aberrateur, redonne un faisceau corrigé de ses
aberrations. En revanche, ces milieux sont souvent des gaz à haute pression ou des liquides
toxiques, ce qui peut être une limitation à leur utilisation dans des lasers industriels.
Outre la possibilité d’obtenir un effet Brillouin dans des milieux solides, ce qui constitue une voie de recherche prometteuse encore peu étudiée, l’effet photoréfractif dans des
nouveaux cristaux adaptés au proche infrarouge est une solution intéressante. Dans des régimes d’utilisation où le temps c k réponse dii cristal et la tenue au flux ne constituent pas
iiii probli.me, l’utilisation d’un cristal photoréfractif coiiime miroir non-linéaire présente
(les avantages en terme de cornpacite, fidélits de conjugaison de phase, facilité d’utilisation
(Ji; dr iiiaiiipulation.
Une solution alternative tres prometteuse consiste à utiliser le milieu laser lui-même
coinine milieu non-linéaire poiir réaliser de la conjugaison de phase. Outre la possibilité
d’utiliser des matériaux lasers solides, cette technique est très efficace compte tenu de
l’amplification laser subie par toutes les ondes mises en jeu. De tels miroirs non-linéaires
peuvent être intégrés dans de nouvelles architectures de source laser auto-corrigées de leurs
distortions de phase. Ce nouveau type de laser “tout à l’état solide” s’affranchit également
des techniques usuelles de déclenchement et d’affinement spectral ce qui représente une
bcoiiomie de dispositifs et une souplesse d’ut,ilisation noli iiégligeables. Les performances
d6,jA obtenues permettent de viser des énergies et des cadences de répétition élevées tout
(YI inaintenant une excellente rliialité de faisceaii qiiel qiie soit le point de fonctionnement
dr la source. Les prochaines recherches sur ce sujet viseroiit A étendre ce mécanisme norilinéaire A d’autres milieux lasers et d’autres longueurs d’onde. Ces techniques apparaissent
bien adaptées au pompage par diodes pour la réalisation de sources hautes cadences et
compactes, délivrant un faisceau proche de la limite de diffraction. En revanche, cette
technique nécessite la réalisation d’amplificateurs lasers à fort gain.
Pour conclure, chaque type d’iiiteractiori non-linéaire présente des avantages et des
limites. I1 paraît donc difficile d’écarter une solution au profit, d’une autre. Le choix d’une
t,rc:liiiique doit donc se faire eii fonction dii domaine d’application et des performances
es. Pour des systèmes lasers optroniques 011 indust,riels à haute puissance moyenne
o i i
forte énergie par impulsion, il est mêiiie probable que l’utilisation simultanée de
1)liisieurs techniques non-linéaires pourra contribuer à line amélioration importante de la
qualité spatiale et spectrale de ces sources.
Références
[l] Eichler H. J. , Günter P. and Pohl D. W. , Laser-induced dynamic gratings (Springer121 Koechner W., Solid-state laser engineering (Springer-Verlag, Berlin, 1988).
[3] F. W. Quelle F. W., Appl. Opt., 5 (1966) 633-637.
[4] Foster J. D. and Osterinlc L. M., J. Appl. Phys., 41 (1966) 3656-3663.
[5] Eiclilcr H . J. , Haase A . , Menzel R. and Çiemoneit A., J. Phys. D: Appl. Phys., 26
IG] Maminsltii A. A. and Antipenlto B. M. , Multilevel Operating Schemes of Cristalline
Verlag, Berlin, 1986).
(1993) 1584-1891.
Lasers (Nauka, Moscou, 1989).