Auteur
TRAïCHE, Mohammed
Directeur de thèse
Aït Ameur, Kamel (Professeur)
Filière
Physique
Diplôme
Doctorat
Titre
Etude et modélisation d'effets transverses dans les lasers à solide
Mots clés
Lasers à solides ; Faisceaux laser ; Faisceaux laser : Diffraction ; Faisceaux gaussiens
Résumé
Dans le cadre de cette thèse, nous explicitons les effets transverses et leur rôle dans la détermination des propriétés physiques et géométriques du faisceau laser. Particulièrement, l’effet de la diffraction en champ proche sur la divergence du faisceau laser en champ lointain est analysé au moyen de trois techniques expérimentales en régime d’émission relaxée, à l’échelle de la microseconde, d’un laser solide rubis : 1. le relevé des profils transverses d’intensité par pics du train relaxé, 2. la mesure de la transmission par l’ouverture d’un diaphragme placé en champ lointain, 3. la mesure de la transmission au-delà du pourtour d’un stop placé en champ lointain. La troisième technique est répétée à l’échelle de la nanoseconde pour différents stops. Ces expérimentations prouvent une perte totale de corrélation transverse et longitudinale (temporelle) entre le centre et l’aile du faisceau diffracté en champ proche, de sorte que la résolution en temps de l’évolution de sa divergence est susceptible de produire des résultats expérimentaux complètement erronés si l’effet de diffraction n’est pas rigoureusement évalué. Cet effet de dé-corrélation transverse du faisceau était jusque-là méconnu en littérature. D’autre part, l’effet lentille de population, peu étudié dans la littérature, est analysé dans le matériau laser rubis. Il est généré par simple excitation de la population des atomes actifs de leur niveau fondamental vers leur niveau laser supérieur, métastable. Il suit l’échelle de temps de l’impulsion laser excitatrice, d’où la difficulté de s’en affranchir. Il existe deux formulations de cet effet : l’une l’exprime en termes de population invertie, l’autre l’écrit comme proportionnel à la population excitée. Dans les lasers solides à trois niveaux d’énergie, ces deux formulations divergent quantitativement. Nous montrons que la première est simplement erronée et que la deuxième est physiquement consistante. Encore, le signe de cet effet lentille dans le rubis, laser à trois niveaux, a-t-il fait l’objet de résultats expérimentaux contradictoires dans la littérature. En réalisant diverses expérimentations en situation laser (mesures de la divergence résolues en temps par trois techniques différentes) et non laser (Z-scan, EZ-scan résonant), nous avons obtenu également des résultats contradictoires. Cette contradiction a ensuite été levée par l’analyse expérimentale minutieuse du faisceau laser excitateur ou émis selon la situation. L’effet lentille de population à travers la différence de polarisabilité dans le matériau rubis est confirmé de signe positif. Des résultats quantitatifs ont également été obtenus. Ils concordent parfaitement avec le peu de résultats existant dans la littérature. En outre, comme nos conditions d’expérimentation étaient celles d’une forte saturation du milieu laser, situation non traitée dans littérature, nous avons recouru à une modélisation analytique et établi par là des résultats tout à fait originaux.
Date de soutenance
24/02/2013
Cote
621.366 1
Pagination
270 p.
Illusatration
ill.
Format
30 cm.
Notes
Support papier accompagné d'un CD-Rom ; Bibliogr. p. 260-270
Statut
Traitée