1 sources laser solides, pompées par diode, émettant autour de 1000 et 500 nm, à base de cristaux...
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1
Sources laser Sources laser solidessolides, pompées par , pompées par diode, émettant autour de 1000 et diode, émettant autour de 1000 et 500 nm, à base de cristaux dopés 500 nm, à base de cristaux dopés ytterbium et de semiconducteurs.ytterbium et de semiconducteurs.
Équipe Lasers Solides et ApplicationsLaboratoire Charles Fabry de l’Institut d’OptiqueLaboratoire Charles Fabry de l’Institut d’Optique
Directeur de thèseDirecteur de thèse : François BALEMBOIS : François BALEMBOIS
Mathieu Mathieu JACQUEMETJACQUEMET
LNE-INM/CNAM, Paris
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
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Plan de la présentationPlan de la présentation
Introduction et motivations de ces travaux
Solution laser à base de cristaux dopés ytterbium
Solution laser à base de semiconducteurs(OPSL – Laser à Semiconducteurs Pompé Optiquement)
Comparaisons, conclusion et perspectives
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
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IntroductionIntroduction Depuis 1983 : Définition du mètre à partir de la vitesse
de la lumière (c0=299 792 458 m.s-1)
– Lasers asservis sur des transitions (hyperfines) moléculaires pour mettre en pratique le mètre.
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Historiquement, 127I2 est une molécule très utilisée pour l'asservissement (spectre riche, laser He-Ne, laser Ar)
Faible largeur naturelle Δν des transitions hyperfines
Or λ , Δν Cheng et al., Optics Letters , 27 (2002)
532 nm Δν ≈ 200 kHz - 501,7 nm Δν ≈ 10 kHz
puissance nécessaire ≈ 30 mW
ν0 ± Δν/2
Laser monofréquence molécules absorbantes
Asservissement
0ν
Laser monofréquence molécules absorbantes
Asservissement
0ν
Laser monomode longitudinal
(Nd:YAG doublé en fréquence)
4
Actuellement à 501,7 nmActuellement à 501,7 nm
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Laser Argon : consommation élevée, encombrants, gigue fréquentielle (asservissement difficile)… Du Burck et al., IEEE J. Trans. Instrum. and Meas., 54 (2005).
Pas de matériau solide émettant directement à ≈ 500 nm :
IR Visible
Laser Ti:Sa : Pompage diode indirect, émission à ≈ 1000 nm peu efficace …
2ω
Lasers solides Lasers solides directementdirectement pompés par pompés par diodediode
émission monomode longitudinale 1003,4 émission monomode longitudinale 1003,4 nm.nm.
+ doublement de fréquence 501,7 nm+ doublement de fréquence 501,7 nm
Laser Nd:YVO4 pompé par diode
(808 nm) et doublé en fréquence
Ti:Sa
532 nm 1003,4 nm
ω 2ω 501,7 nm
Notre but :
5
Architecture généraleArchitecture générale
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Doublement de fréquence (1003,4 nm 501,7 nm) intracavité
Régime continu Puissances de sortie IR modestes
Solutions étudiéesSolutions étudiées :
Laser Yb3+:cristal doublé en fréquence
Laser à Semiconducteurs Pompés Optiquement et doublé en fréquence (OPSL)
λ2ω ≈ 500 nm
Cristal non linéaire
milieu Laser
λω ≈ 1000 nm
Pompage optique par diode laser
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Rappel du PlanRappel du Plan
Introduction et motivations de ces travaux
Solution laser à base de cristaux dopés ytterbium
– Choix des cristaux laser
– Résultats expérimentaux
Solution laser à base de semiconducteurs(OPSL – Laser à Semiconducteurs Pompé Optiquement)
Comparaisons, conclusion et perspectives
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Bernard FerrandCEA-LETI, Grenoble
Bruno VianaLCAES, Paris
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Généralités sur les Généralités sur les YbYb3+3+:cristaux:cristaux
Structure électronique simple - 2 multiplets (ΔE=10000 cm-1) :• Pas d'effets parasites (absorption par les états excités, upconversion …)
• Mais caractère quasi-3 niveaux (à l'équilibre absorption à λL)
Pompage par diodes de puissance à 900-980 nm :
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
2F5/2
2F7/2
≈ 1 µm980 nm
≈ 900 nm
absorption
émission
Yb:KYW
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Un système "quasi-2 Un système "quasi-2 niveaux"niveaux"
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Niveaux énergétiques du Yb:YSO
Niveau terminal de la transition laser très proche du sous-niveau fondamental :
É nerg
ie (
cm
-1)
980 nm
1000 nm
1040 nm
1080 nm
N
N2
0
200
400
600
800
10000
10250
10500
10750
11000
É nerg
ie (
cm
-1)
980 nm
1000 nm
1040 nm
1080 nm
N
N2
0
200
400
600
800
10000
10250
10500
10750
11000
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Absorption importante à λL (σaL)
Gain : IP > IPtransp.
Population thermique importante ≈ 30% N1
Difficulté d'une émission à 1003 nm :
Fortes intensités de pompe tout au long du
cristal
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Paramètres importants pour le choix Paramètres importants pour le choix des cristaux dopés Yb des cristaux dopés Yb ((λL = 1003 nm)
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Transparence à λL : IPtransp.
Intensité pompe pour atteindre la transparence @ λLaser
IPtransp. faible – Seuil laser faible – Diode laser de puissance raisonnable
ePaLaPeLP
aLPtransp
chI
..
...
Gain linéique "petit signal" : gL0
et
gL0 élevé – Faible sensibilité face aux pertes introduites
(éléments sélectifs en λ, cristal non linéaire, doublement, …)
12 .. NNg aLeLL
1..
...0
PPePaP
aLPPePaLaPeLL Ihc
Ihcg
10
Figure de mérite pour un effet laser à Figure de mérite pour un effet laser à 1003 nm1003 nm
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
YSO (900 nm)
YSO (978 nm)KYW (931 nm)
KYW (981 nm)
YVO4 (985 nm)YAB (975 nm)
YAG (940 nm)
YAG (968 nm) CaF2 (922 nm)CaF2 (979 nm)
KGW (935 nm)
KGW (981 nm)
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 5 10 15 20YSO (900 nm)
YSO (978 nm)KYW (931 nm)
KYW (981 nm)
YVO4 (985 nm)YAB (975 nm)
YAG (940 nm)
YAG (968 nm) CaF2 (922 nm)CaF2 (979 nm)
KGW (935 nm)
KGW (981 nm)
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 5 10 15 20
Gain
lin
éiq
ue p
eti
t sig
nal (c
m-1)
pou
r P p
om
pe
=1W
su
r u
n r
ayon
de 5
0 µ
mGain
lin
éiq
ue p
eti
t sig
nal (c
m-1)
pou
r P p
om
pe
=1W
su
r u
n r
ayon
de 5
0 µ
m
(kW.cm-2)IPtransp.
Directions favorables
0
Matrice hôte (λP)
981 nm
931 nm
Yb:KYW
Cristaux retenus :
- Yb:YSO pompé @ 978 nm
- Yb:KYW pompé @ 981 nm- Yb:KYW pompé @ 931
nm
Yb3+:KY(WO4)2 – Yb:KYW : Tungstate
Yb3+:Y2SiO5 – Yb:YSO : Silicate IP > IPtransp. tout au long du
cristal
IDiode ≈ 30-60 kW.cm-2
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Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Spectres des cristaux Spectres des cristaux retenusretenus
Yb3+:KY(WO4)2 – Yb:KYW
(commercial)
Yb3+:Y2SiO5 – Yb:YSO
(non commercial)
≈ 1003 nm
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
950 975 1000 1025 1050 1075 1100
Emission X
Absorption X
≈ 1003 nm
12
980 1000 1020 1040 1060 1080 1100
De plus, … compétition des De plus, … compétition des λλ
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Section efficace de gain : σg (gL = σg NTot)
β = N2/Ntot : taux d'inversion de population
σg = β (σeL+ σaL) - σaL
NTot :Concentration en Yb3+
0,0
0,5
1,0
0,75
Longueur d'onde (nm)
σg (
10
-21 c
m2)
Yb:YSO β = 25 %
β = 20 % β = 15 %β = 10 %β = 5 %
É nerg
ie (
cm-1
)
980 nm
1000 nm
1040 nm
1080 nm
Peuplement thermique
N1
N2
0
200
400
600
800
10000
10250
10500
10750
11000
É nerg
ie (
cm-1
)
980 nm
1000 nm
1040 nm
1080 nm
Peuplement thermique
N1
N2
0
200
400
600
800
10000
10250
10500
10750
11000
β grand IP grande
0,25
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Où en est-on ?Où en est-on ?
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Obtenir l'effet laser à ≈ 1003 nm est un challenge
Cristaux dopés Yb3+ choisis, mais …
– Comment atteindre IP élevée tout au long du cristal avec diode laser (divergence élevée) ?
– Comment forcer l'oscillation à 1003 nm ? (sachant que "naturellement" λLaser > 1020 nm)
– λLaser (1003 nm) et λPompe (980 nm) sont proches,
comment les discriminer pour le pompage ?
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Comment avoir IComment avoir IPP élevée ? élevée ?
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La diode de pompe :– Diode brillante : 4W - 1 x 100 µm2 @ 980 nm
géométrie rectangulaire / polarisée linéairement
Intensités de pompe importantes tout au long du cristal :– Cristal fin (1 mm) et "fortement" dopé (6-9.1026 ions.m-3):
– Recycler la pompe non absorbée :IP > IPtransp. tout au long du cristal
+ absorption (saturée) ≈ 50 %1
2
15
980 1000 1020 1040 1060 1080 1100
Insérer des pertes importantes à toutes les λ > 1010 nm :
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Comment forcer l'oscillation laser à Comment forcer l'oscillation laser à 1003 nm ?1003 nm ?
0
20
40
60
80
100
980 1000 1020 1040 1060
0°
8°
16°
Transmission (%)
θ
θ
0,0
0,25
1,0
Longueur d'onde (nm)
σg (
10
-21 c
m2)
Yb:YSO
β = 25 % "Filtre passe-bas" réalisé par un miroir dichroïque (HR 985 nm – HT 1040 nm)
θ , λPertes
mais, T1003
0,75
0,5
16
Comment discriminer Comment discriminer λλpompepompe et et λλlaserlaser ? ?
Dans les cas où λP ≈ 980 nm (λL = 1003 nm) :
Miroirs d'entrée dichroïques "standards" (HT 980nm-HR 1020nm) inutilisables :
Géométrie rectangulaire du faisceau de pompe
+Miroirs d'entrée "coupés" HR 1000 nm
Schéma de pompage hors d'axe – angle minimisé
≈3,5 mm
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
+
Recyclage
≈ 3,5 mm
Yb:cristal
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Schéma de pompageSchéma de pompage
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Diode de
pompe
Jacquemet et al., Applied Physics B, 78 (2004)
Vue de côtéZ
Y
L1
λ/2
C.S.P.
S. P.
L2Miroir
d’entrée coupé
Yb:cristal
Système de
Prismes
Cube Séparateur de Polarisation
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WP ≈ 50-70 µm
Vue de côté Z
Y
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Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Performances @ 1003,4 Performances @ 1003,4 nm avec Yb:YSOnm avec Yb:YSO
En pompage diode Yb:cristal :
λL aussi basse pour la première fois !
Très faible défaut quantique ≈ 2,5 %
Effet laser efficace à Tambiante
LCav≈1,4 m – ISL = 210 MHz
Pmax = 400 mW pour PP = 3,3 W
T1003 ≈ 5%
1,5 GHzRotateur
de Faraday
Rotateur de
Faraday
θ ≈ 16°, T1003 ≈ 5%
Cavité en anneau : émission
monomode longitudinale
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Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Cavité pour le doublement de Cavité pour le doublement de fréquencefréquence
θ ≈ 8°, T1003 ≈ 0,5%
Pintra ≈ 15-20 W
Cristal non linéaire: KNbO3 (9,5 mm)
deff ≈ 9 pm.V-1 >> deff (LBO)≈ 0,9 pm.V-1
Accord de phase Non-Critique
Type I par la température (≈ 76 °C)
Cristal non linéaire efficace
(deff élevé)
Cristal non
linéaire
Minimiser les pertes à 1003 nm
501,7 nm
WKNbO3 ≈ 90 µm
Rotateur de Faraday
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Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Yb:YSO à 501,7 nmYb:YSO à 501,7 nm
60 mW @ 501,7 nm - PP ≈ 3,2W - ηOpt-Opt = 1,5 %
Jacquemet et al., Optics Express, 13 (2005)
0
10
20
30
40
50
60
70
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Puissance de pompe incidente à 978 nm (W)
Pu
issan
ce laser
à 5
01 n
m
(mW
)
En régime monomode spectral
Sans asservissement : Δυ < 3 MHz
Courbe de transmission de l’analyseur FP
FSR ≈ 1.5 GHz
temps (ms)- 1 graduation = FSR/1000 (1.5 MHz)
15 MHz
FSR ≈ 1.5 GHz
temps (ms)- 1 graduation = FSR/1000 (1.5 MHz)
15 MHz
temps (ms)- 1 graduation = FSR/1000 (1.5 MHz)
15 MHz
3 MHz
ISL ≈ 1,5 GHz
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Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Et sur le marbre …Et sur le marbre …
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Et le Yb:KYW !?Et le Yb:KYW !?
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
YSO (900 nm)
YSO (978 nm)KYW (931 nm)
KYW (981 nm)
YVO4 (985 nm)YAB (975 nm)
YAG (940 nm)
YAG (968 nm) CaF2 (922 nm)CaF2 (979 nm)
KGW (935 nm)
KGW (981 nm)
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 5 10 15 20YSO (900 nm)
YSO (978 nm)KYW (931 nm)
KYW (981 nm)
YVO4 (985 nm)YAB (975 nm)
YAG (940 nm)
YAG (968 nm) CaF2 (922 nm)CaF2 (979 nm)
KGW (935 nm)
KGW (981 nm)
-1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 5 10 15 20
Gain
lin
éiq
ue p
eti
t sig
nal (c
m-1)
pou
r P p
om
pe
=1W
su
r u
n r
ayon
de 5
0 µ
mGain
lin
éiq
ue p
eti
t sig
nal (c
m-1)
pou
r P p
om
pe
=1W
su
r u
n r
ayon
de 5
0 µ
m
(kW.cm-2)IPtransp.
Directions favorables
0
Gain important @ 1025 nm :insérer des pertes plus
importantes θKYW > θYSO Yb:KYW : Un cristal commercial
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Yb:KYW à 501,7 nmYb:KYW à 501,7 nm
Yb:KYW :
> 35 mW @ 501,7 nm
Puissance de pompe incidente à 981 nm (W)
0
10
20
30
40
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Pu
issan
ce laser
à 5
01
,7 n
m
(mW
)
En régime monomode spectral
Effet laser à 1003 nm uniquement pour θ ≈ 16°
(T1003 ≈ 5%)
Objectif atteint avec un cristal
commercial
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Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Comparaison des solutions Comparaison des solutions YbYb
501 nm atteint avec un laser tout solide pour la première fois.
Meilleures performances à 501 nm (monomode spectral) :
– Yb:YSO – 60 mW – ηOpt-Opt = 1,5% (diode de pompe 4W)
– Mais, cristal non commercial (pour l'instant !? …)
Avec Yb:KYW (commercial) :
– Pertes insérées plus importantes – Pintra plus faible
– Mais, puissance > 35 mW @ 501 nm
Banc de pompage hors d'axe à 980 nm/résonateur "complexes"
Une autre solution plus simple ?!
Objectifs atteints
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Rappel du PlanRappel du Plan
Introduction et motivations de ces travaux
Solution laser à base de cristaux dopés ytterbium
Solution laser à base de semiconducteurs(OPSL – Laser à Semiconducteurs Pompé Optiquement)
– Principes généraux
– Limitation thermique
– Résultats expérimentaux
Comparaisons, conclusion et perspectives
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Isabelle SagnesLPN, MarcoussisArnaud GarnacheCEM2, Montpellier
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Principe de fonctionnementPrincipe de fonctionnement
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
Structure semiconductrice (½ VCSEL) = Miroir de Bragg (paires AlAs-GaAS λ/2n)
+ Zone active (puits quantiques InGaAs)
sur substrat (GaAs)
Montée en cavité étendue : ½ VCSEL + miroir(s) diélectrique(s)
+ pompage optique (simple)
VCSEL : "Vertical-Cavity Surface Emitting Laser"
= Laser à Semiconducteurs Pompé Optiquement
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Gain des puits avec densité de porteurs
Bande de gain large ≈ 20 nm
Quand la T° des puits , le gain et la λ (≈ 0,35 nm.K-1)
Les puits quantiquesLes puits quantiques
Barrières : absorption photons pompe Migration des porteurs dans les puits Recombinaison : émission à λLaser
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Avantages des OPSLAvantages des OPSL
Barrières GaAs absorbantes (λ < 870 nm) :– pompage par diode (808 nm)
Faisceau de pompe + cavité externe :– contrôle de qualité spatiale : profil monomode transverse
TEM00
Bande de gain large + cavité externe :– choix de λLaser par éléments intracavité
Avantages combinés : lasers semiconducteurs + lasers solides :
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Choix des λémission :– par les semiconducteurs (composition, épaisseurs)
Puits quantiques aux ventres de l’onde laser :– pas de "hole burning" spatial – émission monomode longitudinale en cavité linéaire facilitée
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Performances laser d'une Performances laser d'une structure classique sur GaAsstructure classique sur GaAs
Structure à 5 puits quantiques (In0,2Ga0,8As/GaAs)
Miroir de Bragg R>99,5% Cavité plan concave (r=50 mm) T=1% WP = 50 µm (8W à 808 nm) Absorption env. 75% TRadiat. = 10°C
Radiateur+ module Peltier
0
20
40
60
80
100
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Puissance de pompe incidente à 808 nm (W)
Pu
issan
ce L
aser
(mW
)
1001 nm
1007 nm
GaAS
Pourquoi une émission laser si peu efficace ?
Les effets thermiquesLes effets thermiques
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
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Principale limitation : la Principale limitation : la thermiquethermique
Substrat (300 µm)
Création de chaleur dans la zone active (défaut quantique, désexcitations non radiatives)
Evacuation thermique
Pompage optique
Pour RTh, KC
et WP
e
principalement limitée par la résistance thermique du
substrat
RTh ~ e/(KC.WP)
(GaAs : KC ≈ 45 W.m-1.K-1)
2.WP
Zone active ≈ 5 µm
Rad
iate
ur
Cu
+ P
elt
ier
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Technique du reportTechnique du report
Eliminer substrat GaAs - Remplacement par un matériau de bonne conductivité thermique : SiC (490 W.m-
1.K-1)
Procédé de collage par inter-diffusion liquide-solide
© made in LPN J. Dion
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Pression, Températu
re
Polissage,Attaque chimique
Couche d’arrêt
Bragg + QW
Au
Support
Substrat
GaAs
Ti
1
Émission
4
QW + Bragg
Ti SiC
In
Au
Au
2
Substrat
GaAs
3
AuIn2
SiC
Substrat
GaAs
AuIn2
SiC
270 µm
≈ 1 µm
≈ 5 µm
32
Améliorations apportées par le Améliorations apportées par le reportreport
2 structures identiques (5 puits quantiques), substrats ≠ :
– GaAs (structure originale) – épaisseur 350 µm – KC ≈ 45 W.m-1.K-1
– SiC (structure reportée) – épaisseur 270 µm – KC ≈ 490 W.m-1.K-1
Cavité plan-concave (r=50 mm), WP = 50 µm, TOC = 1%
Report sur SiC nécessaire pour
obtenir des puissances élevées dans l'infrarouge.
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
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Résultats monomode à Résultats monomode à 1003 nm1003 nm
Structure sur SiC - Wp=100 µm
Cavité plan-concave r=100 mm, T≈1% TRadiateur=10°C
Sélection monomode spectrale avec un étalon FP (50 µm)
étalon FP 50 µm
1,5 GHz
L'insertion de pertes diminue
Pintra
Emission monofréquence en cavité linéaire.
Pmax ≈ 500 mW
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
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Schéma expérimental à 502 Schéma expérimental à 502 nmnm
Insertion d'éléments sélectifs (pertes) :
– Filtre de Lyot (accordabilité grossière)
– Etalon FP (100 µm)
Structure sur SiC
WP = 100 µm – WKNbO3 ≈ 90 µm
T°Radiateur = 10°C
Pintra ≈ 10 W
502 nm
Soutenance de Thèse – jeudi 8 décembre 2005
502 nm
Rad
iate
ur
SiC
R=200 mmHR 1 µm
KNbO3 et four
WKNbO3≈ 90 µm
R=200 mmHR 1 µm
HT 500 nm
étalon FP 100 µm
Filtre de Lyot
Diode laser de pompe fibrée @ 808
nm
R=75 mmHR 1 µm
HT 500 nm
35
Résultats à 502 nmRésultats à 502 nm
0
5
10
15
20
25
30
35
0 1 2 3 4 5 6 7Puissance de pompe (W)
Puissa
nce d
e b
leu
(mW
)
Sortie 1
Sortie 2Pu
issa
nce L
ase
r vi
sible
(m
W)
0
5
10
15
20
25
30
35
0 1 2 3 4 5 6 7Puissance de pompe (W)
Puissa
nce d
e b
leu
(mW
)
Sortie 1
Sortie 2Pu
issa
nce L
ase
r vi
sible
(m
W)
Objectifs atteints avec une architecture "simple"
60 mW pour 6 W de pompe
Emission monomode longitudinale
Analyseur Fabry-Perot (ISL 1,5 GHz)
6,5 MHz
Sans asservissement : Δυ < 6,5 MHz
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Mais … limitationsMais … limitations
Pintra limitée par pertes (filtre, étalon, cristal NL) + décalage gain-λ :
– Cavité simple – émission libre, Pintra ≈ 100 W
– Cavité "monofréquence"@ 502 nm, Pintra ≈ 10 W
½ structure VCSEL non optimisée pour monofréquence :
– Longueur zone active ≠ p.λ/2n spectre large, accordable
Instabilités monofréquence – sauts de modes :
– instabilités/vibrations mécaniques
– fluctuations de IP (multimode – ØP = 200 µm)
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Rappel du planRappel du plan
Introduction et motivations de ces travaux
Solution laser à base de cristaux dopés ytterbium
Solution laser à base de semiconducteurs(OPSL – Laser à Semiconducteurs Pompé Optiquement)
Comparaisons, conclusion et perspectives
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Comparaison "physique"Comparaison "physique"
Yb:cristaux :
– Gain élevé (>20%) : pertes supportées
– Sélection λL≈1003 nm délicate, mais fixe une fois atteinte !
– Pintra limitée par "quasi-2 niveaux" (≈ 20-30 W)
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OPSL :
– Gain faible (<5 %) : sensibilité aux pertes
– Sélection λL≈1003 nm aisée, mais varie avec PP, T° …
– Pintra limité par le gain faible
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Comparaison Comparaison "technologique""technologique"
Yb:cristaux :– pompage/résonateur
complexe
– bon rendement opt.-opt. total (1,5 %)
– bonne stabilité monofréquence
– accordabilité monofréquence aisée (IR)
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OPSL :
– pompage/résonateur simple
– moins bon rendement opt.-opt. total (1 %)
– stabilité monofréquence moyenne
– accordabilité monofréquence + difficile (IR)
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ConclusionConclusion
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Objectifs atteints :
– Premières sources laser solides pompées par diodes,
– P > 30 mW @ 501,7 nm monomode spectral,
– lasers compacts et efficaces.
Quel choix ?
– Dans l’état actuel : solution laser dopé Yb3+
– Avec des développements complémentaires : OPSL
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PerspectivesPerspectives
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Lasers dopés Yb3+ :
– Laser Yb:KYW pompé à 930 nm diode évasée ("tapered") IP > IPtransp..
– Vers un transfert au LPL Villetaneuse-INM/Cnam pour spectroscopie de I2 – stabilisation en fréquence.
OPSL :
– Nouveau design ½ VCSEL + report sur SiC• Cavité plus simple (moins de pertes)
• Augmentation de Pintra et de Pvisible
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MERCIMERCI