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Des couches minces cristallines dopées terres rares pour des lasers en disque mince.

by CIMAP - published on

A gauche : schéma de principe du disque laser en couche mince.
A droite : émission laser à 2 µm en fonction de la pompe incidente pour différents coupleurs de sortie.

Le concept de disque mince a conduit, au cours de ces dix dernières années à une petite révolution dans le monde des lasers de puissance.
En effet, la géométrie en disque mince permet une bien meilleure gestion de la thermique inhérente au pompage du milieu à gain et mène à des systèmes lasers de très forte puissance.

L’approche classique pour réaliser un disque mince consiste à affiner un disque – un cristal dopé par exemple – jusqu’à atteindre une centaine de microns et de coller ensuite ce disque mince sur un support en cuivre refroidi.

L’autre approche, qui n’est pas encore répandue, est de faire croitre le milieu à gain sur un substrat transparent afin de gagner sur la tenue mécanique du disque et de profiter également d’une meilleure évacuation thermique.

L’équipe « Matériaux et Instrumentation Laser » (MIL) du CIMAP a réussi la performance de faire croître par épitaxie en phase liquide, sur des wafers monocristallins de LiYF4 (YLF), des couches cristallines de YLF fortement dopées en ions Tm3+ (20 mol. %), de plusieurs centaines de microns d’épaisseur (80 à 240 µm) et présentant une très bonne qualité optique.

Des premiers résultats laser ont été obtenus, en régime continu à 2 µm, en un seul passage de pompe ce qui permet d’envisager des oscillateurs et des amplificateurs multi-passages efficaces à forte puissance.

Ces travaux sont poursuivis dans le cadre du projet FAST-MIR (LABEX EMC3).

Contacts : Jean-Louis DOUALANGurvan BRASSE.