Laser titane-saphir

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Partie d'un oscillateur titane-saphir. Le cristal est la partie lumineuse en rouge à gauche. La lumière verte provient du pump laser (en).

Les lasers titane:saphir (également connus sous le nom de lasers Ti:Al2O3 ou Ti:Saphir) sont des lasers accordables qui émettent de la radiation électromagnétique rouge et proche-infrarouge de 650 à 1 100 nanomètres. Ces lasers sont principalement utilisés en recherche scientifique grâce à leur ajustabilité et leur capacité à générer des impulsions courtes. Les lasers titane:saphir ont été construits pour la première fois en 1982[1].

'Titane:saphir' réfère au milieu amplificateur, un cristal de saphir (Al2O3) dopé avec des ions de titane. Un laser Ti:saphir est habituellement pompé par un autre laser à une longueur d'onde comprise entre 514 et 532 nm, tel qu'un laser aux ions d'argon (514,5 nm), ou encore des lasers doublés en fréquence tels que Nd:YAG, Nd:YLF et Nd:YVO (527-532 nm). Les lasers titane:saphir ont généralement une longueur d'onde centrée près de 800 nm.

Types de lasers titane:saphir[modifier | modifier le code]

Oscillateurs asservis en phase[modifier | modifier le code]

Les oscillateurs asservis en phase titane:saphir génèrent des impulsions ultra-courtes d'une durée typique de 10 fs à quelques ps, pouvant atteindre dans certains cas 5 fs. La fréquence de répétition des impulsions est dans la plupart des cas de 70 à 90 MHz. Les oscillateurs asservis en phase sont normalement pompés par un laser continu. Ce type d'oscillateur a une puissance moyenne 0,5 à 1,5 watts.

Amplificateur par compression d'impulsion[modifier | modifier le code]

Ces dispositifs génèrent des impulsions ultra-courtes, de très haute intensité avec une durée de 20 à 100 femtosecondes. Un amplificateur typique à un stade peut produire des impulsions de 5 millijoules d'énergie à une fréquence de répétition de 1 000 hertz, tandis qu'un laser multi-stade peut produire des impulsions atteignant jusqu'à plusieurs joules, avec un taux de répétition de jusqu'à 10 Hz.

Habituellement, les cristaux d'amplificateurs sont pompés par des lasers à impulsion Nd:YLF à 527 nm et fonctionnent à 800 nm. Deux différents designs d'amplificateurs existent : l'amplificateur regénératif et l'amplificateur multi-passe.

Les amplificateurs régénératifs fonctionnent en amplifiant des impulsions uniques provenant d'un oscillateur (voir plus haut). À la place d'un cavité laser normale avec un miroir semi-réfléchissant, ils contiennent des interrupteurs optiques rapides qui insèrent une impulsion dans une cavité et prennent l'impulsion de la cavité exactement au bon moment lorsqu'il a été amplifier à une haute intensité.

L'impulsion est étirée dans le temps pour que son énergie soit distribuer dans le temps et l'espace, évitant ainsi d'endommager les pièces optiques de l'amplificateur. Par la suite, l'impulsion est amplifiée puis recompresser en temps pour former une impulsion très courte. Toutes les pièces optiques utilisées sur le parcours du faisceau laser après ce point devraient être choisis pour résister à de hautes densité d'énergie.

Notes et références[modifier | modifier le code]

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Ti-sapphire laser » (voir la liste des auteurs)

  1. P.F. Moulton, 1986 : Spectroscopic and laser characteristics of Ti:Al2O3. J. Opt. Soc. B, vol. 3, p. 125 texte intégral ] 

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]