Amplified Spontaneous Emission and Thermal Management on a High Average-Power Diode-Pumped Solid-State Laser – The Lucia Laser System

Résumé : Le développement du laser a ouvert la voix à l'exploration de nouveaux domaines scientifiques et industriels. Les impulsions laser à haute intensité sont un outil unique pour les études d'interaction lumière/matière et leurs applications. Mais elles sont générées par des systèmes laser reposant sur l'utilisation de milieux à gain en verre pompés par des lampes flashes et sont donc intrinsèquement limitées en termes de cadence et d'efficacité. Le développement, au cours de ces dernières années, des lasers semi-conducteurs a attiré l'attention sur une nouvelle classe de lasers, les « laser solides pompés par diodes » (DPSSL). Ils possèdent une grande efficacité et sont des candidats de choix pour les systèmes compacts à haute puissance moyenne requis pour des applications industrielles, mais aussi en tant que sources de pompe à haute puissance pour des lasers ultra-intenses. Les travaux décrits dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre du système laser Lucia (1 kilowatt de puissance moyenne), actuellement en construction au «Laboratoire d'Utilisation des Intenses lasers» (LULI) à l'Ecole Polytechnique, France. La génération d'impulsions laser de durée sub-10 nanosecondes avec des énergies allant jusqu'à 100 joules et des taux de répétition de 10 hertz est principalement limitée par l'émission spontanée amplifiée (ASE) et les effets thermiques. L'étude de ces limitations est le thème central de ce travail. Leur impact est discuté dans le cadre d'un premier jalon énergétique fixé vers 10 joules. Le système laser mis au point est présenté en détails depuis l'oscillateur jusqu'à la fin de la chaine d'amplification. Une discussion complète de l'impact de l'ASE et des effets thermiques est complétée par des vérifications expérimentales. Les modèles de simulation informatique développés sont validés puis utilisés pour prédire les performances du système laser qui, lors d'une première activation, à atteint un niveau d'énergie de 7 joules en régime mono-coup et de 6,6 joules pour un taux de répétition de 2 hertz. Les limitations actuelles sont discutées ainsi que les approches envisagées pour des développements futurs.
Type de document :
Thèse
Atomic Physics [physics.atom-ph]. Ecole Polytechnique X, 2010. English
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Contributeur : Daniel Albach <>
Soumis le : mercredi 21 juillet 2010 - 18:44:21
Dernière modification le : mardi 11 décembre 2018 - 01:23:05
Document(s) archivé(s) le : jeudi 1 décembre 2016 - 14:44:50

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Citation

Daniel Albach. Amplified Spontaneous Emission and Thermal Management on a High Average-Power Diode-Pumped Solid-State Laser – The Lucia Laser System. Atomic Physics [physics.atom-ph]. Ecole Polytechnique X, 2010. English. 〈tel-00504915〉

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