Amplificateurs laser à cristaux massifs pompés par diode (fibres cristallines Yb)

摘要

Un grand nombre d applications réclament des sources laser en régime impulsionnel toujours plus puissantes et énergétiques. Les progrès continus des technologies laser permettent non seulement d améliorer les performances de l outil laser mais aussi d ouvrir la voie à de nouvelles applications. Cependant, l'augmentation de la puissance des sources laser est aussi accompagnée par une complexification des systèmes. Cette thèse porte sur l étude d amplificateurs laser de puissances qui se distinguent par la simplicité de leurs architectures : avec un ou deux passages dans le milieu laser. Dans la première partie, nous étudions le potentiel de la fibre cristalline Yb: YAG pompée par diode en tant qu amplificateur. Les effets de confinement de l intensité de pompe au centre de la fibre cristalline par guidage sont étudies théoriquement et expérimentalement. Deux expériences démontrent ensuite l intérêt de la fibre cristalline Yb:YAG en tant qu amplificateur de puissance de sources laser à fibres, l une en régime femtoseconde et l autre avec un laser mono-fréquence. Par ailleurs, nous explorons le potentiel de notre concept en régime de forte puissance. Une puissance de 250 W en oscillateur et une extraction de 100 W en amplificateur ont été obtenues avec une diode de pompe de 600 W. La deuxième partie traite de l étude d amplificateurs à base de cristaux de Nd:YVO4. Le dimensionnement de notre système est réalisé en s appuyant sur une étude des propriétés du Nd:YVO4. L amplificateur ainsi obtenu affiche des performances inédites qui se caractérisent par un très fort gain optique (40-60 dB) couplé à une forte extraction de puissance moyenne (10 à 15 W).