CA1105120A - Laser a longeueurs d'onde l'emission multiples - Google Patents
Laser a longeueurs d'onde l'emission multiplesInfo
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Abstract
Laser à longueur d'onde multiple, comportant une cavité optique résonnante délimitée par un réflecteur sphérique et un autre réflecteur, et un milieu actif disposé dans la cavité, ce milieu étant susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde différentes, ce milieu actif ayant la forme d'un tronc de cône disposé longitudinalement dans la cavité, la grande base du tronc de cône étant opposée au réflecteur sphérique. Des moyens dispersifs sont prévus pour séparer les faisceaux laser oscillant dans la cavité selon leur incidence sur l'autre réflecteur délimitant la cavité, de façon à provoquer la formation d'une pluralité de faisceaux laser émis par des portions distinctes du milieu actif, ces faisceaux ayant des longueurs d'onde différentes entre elles.
Description
~5~
La présente invention concerne un laser ~ longueurs d'onde d'émission multiples, autrement dit, un laser dans lequel l'émission s'effectue selon plusieurs longueurs d'onde.
On sait que dans un la~er de type courant, si le milieu actif est susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde différentes, lS~mission laser a toujours tendance à
s'effectuer au d~marrage selon la longueur d'onde présentant le gain maximal. Dans le cas où la raie d'émission correspondante est dite homogène, c'est-à-dire que l'~nergie de tout le milieu actif est susceptible d'etre drainée sur une seule valeur de longueur d'onde, l'~mission laser s'effectue sur la longueur d'onde où l'émission a démarré, même si le milieu actif est apte ~ amplifier d'autre~ raies.
On sait en outre qu'il est possible de sélectionner une raie d'émission, mais une seule, en introduisant dans la cavité un élément dispersif tel qu'un ré~eau ou un prisme.
Il est par ailleurs connu d'obtenir une émission laser à plusieurs longueurs d'onde en introduisant dan~ la cavité certains dispositifs notamment des étalons Fabry-Perot, aptes ~ diminuer le gain pour les raies à gain élev~ et de réaliser ainsi l'~galisation du gain sur plusieurs raies.
Cependant, il est pratiquement-très difficile d'obtenir une telle ~mission à plusieurs longueurs d'onde de façon reproductible, et cela par suite de la difficulté
d'obtenir et de maintenir un gain identique sur toutes les raies.
La présente invention se propose de rem~dier ~ de ~.
tels inconvénients.
Selon la présente invention, il est prévu un laser ~ :
longueur d'onde multiple, comportant : une cavité optique résonnante délimit~e par un x~flecteur sphérique et un ~
autre réflecteur, un milieu actif di5posé dan~ la cavité, ce :
1- ~
:
.
~L~`5~2~
milieu étant susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde diff~rentes, ce milieu actif ayant la forme d'un tronc de c8ne disposé longitudinalement dans la cavité, la grande base du tronc de cône étant opposée au réflecteur sphérique et des moyens dispersifs pour séparer les faisceaux laser oscillant dans la cavité selon leur incidence sur l'autre réflecteur délimitant la cavité, de fa~con ~ provo~uer la formation d'une pluralit~ de faisceaux laser émis par des portions distinctes du milieu actif, ces faisceaux ayant des longueurs d'onde différentes entre elles.
D'autres caractéristiques et avantages de llinvention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif, en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels la fi~ure 1 représente un laser à longueurs d'onde d~émission multiples selon l'invention, la figure 2 est une vue en perspective d'une pièce du laser illustr~ par la figure 1, la figure 3 représente une première variante du laser selon l'invention, la figure 4 représente une deuxième variante du laser selon l'invention, la figure 5 représente une troisième variante du laser selon l'invention et la figure 6 repr~sente une quatrième variante du laser selon l'invention.
En réf~rence aux figures 1 et 2, un laser à longueurs d'onde d'émission multiples conforme à l'invention comporte ~-une enceinte 1 renfermant le milieu actif. Cette enceinte présente dtune part une qection longitudinale sensiblement :
tronconique délimitée par une face avant 2 et une face arrière 3, et d'autre part une section transversale polygonale ou circulaire qui est rectangulaire dans l'exel~le décrit, comme illu~tré ~ la figure 2.
La cavité laser est définie par un miroir 4 cylindrique ou sph~rique en vis-à-vis de la face arrière 3 et par un ' '"' --2-- .
~ 5~Z~ I
~ I
réseau 5 en vis-à-vis de la face avant 2.
Il résulte d'une telle structure que l'~mis3ion laser, au sein du milieu actif 3e produit sous forme de plusieurs faisceau~ tels que Rl et R2 qui viennent en incidence sur le r~seau 5 selon de~ angles différents. En outre chacun desdits faisceaux n'exploite ~u'une partie du milieu actif, autre que celle exploitée par un autre faisceau : éventuellement, deux f,aisceaux peuvent exploiter une portion commune d'une partie du milieu actif, mais pas la totalit~.
Il en résulte que le r~seau assure une sélection de longueurs d~onde correspondant aux angle~ d'incidence diff~rent~ des faisceaux, et l'émission laser s'effectue donc selon plusieur~ raies simultanément, soit hl, h2 etc...! de telles longueurs d'onde étant bien entendu fonction d,e,la ~
, . . .. ... . _ 5~2~
nature du milieu actif.
Conformément à la variante illustrée figure 3, le réseau 5 précédemment décrit est remplacé par un prisme 8 coopérant avec un miroir plan 9.
Dans la variante illustrée figure ll, on met en oeuvre un réseau 5, mais on dispose en vis-à-vis de la face arrière 3 de l'enceinte un miroir 10 semi-transparent cylindrique ou sphérique. De la sorte les divers faisoeaux R1 ou R2 sortent de la cavité parallelement entre eux et selon des longueurs dlonde h1, h2...h5 différentes entre elles.
Selon la variante illustrée figure 5, on met en oeuvre un réseau 5 et un miroir 11 à réflexion totale, cylindrique ou sphérique. De plus dans cette variante on dispose en vis-à-vis dudit réseau une lentille oorrectrice 12 apte à rendre parallèles les faisoeaux R1, R2... renvoyés par le réseau. Le~s faisceaux présentent également dans ce cas des longueurs d'ondes différentes. -Bien entendu, dans ce cas les faisceaux sont réfléchis dans l'ordre 0 du réseau.
Dans la variante illustrée figure 6 l'enceinte 1 présente une forme parallélépipédique ou cylindrique. En vis-à-vis de la face arrière 3 on dispose un miroir plan semi-transparer.t 13, tandis qu'une lentille correctrice 14 est disposée entre la face avant 2 et le réseau 5. De la sorte les divers faisceaux R1, R2, R3 venant en inoidence sur le réseau 5 selon divers angles, donnent des émissions de longueurs d'onde différentes h1, h2 h3-Bien entendu il est possible de sélectionner un certain nombre delongueurs d'ondes parmi celles qui sont émises. Il suffit pour caia de disposer un cache approprié, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de la oavité.
A titre d'exemple, dans le cas où le milieu actif est le ~az oarbonique il est possible dlémettre sur 80 raies~ et selon des longueurs d'onde comprises entre 9 et 11 microns.
.. . . . . . .. . . .
La présente invention concerne un laser ~ longueurs d'onde d'émission multiples, autrement dit, un laser dans lequel l'émission s'effectue selon plusieurs longueurs d'onde.
On sait que dans un la~er de type courant, si le milieu actif est susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde différentes, lS~mission laser a toujours tendance à
s'effectuer au d~marrage selon la longueur d'onde présentant le gain maximal. Dans le cas où la raie d'émission correspondante est dite homogène, c'est-à-dire que l'~nergie de tout le milieu actif est susceptible d'etre drainée sur une seule valeur de longueur d'onde, l'~mission laser s'effectue sur la longueur d'onde où l'émission a démarré, même si le milieu actif est apte ~ amplifier d'autre~ raies.
On sait en outre qu'il est possible de sélectionner une raie d'émission, mais une seule, en introduisant dans la cavité un élément dispersif tel qu'un ré~eau ou un prisme.
Il est par ailleurs connu d'obtenir une émission laser à plusieurs longueurs d'onde en introduisant dan~ la cavité certains dispositifs notamment des étalons Fabry-Perot, aptes ~ diminuer le gain pour les raies à gain élev~ et de réaliser ainsi l'~galisation du gain sur plusieurs raies.
Cependant, il est pratiquement-très difficile d'obtenir une telle ~mission à plusieurs longueurs d'onde de façon reproductible, et cela par suite de la difficulté
d'obtenir et de maintenir un gain identique sur toutes les raies.
La présente invention se propose de rem~dier ~ de ~.
tels inconvénients.
Selon la présente invention, il est prévu un laser ~ :
longueur d'onde multiple, comportant : une cavité optique résonnante délimit~e par un x~flecteur sphérique et un ~
autre réflecteur, un milieu actif di5posé dan~ la cavité, ce :
1- ~
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milieu étant susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde diff~rentes, ce milieu actif ayant la forme d'un tronc de c8ne disposé longitudinalement dans la cavité, la grande base du tronc de cône étant opposée au réflecteur sphérique et des moyens dispersifs pour séparer les faisceaux laser oscillant dans la cavité selon leur incidence sur l'autre réflecteur délimitant la cavité, de fa~con ~ provo~uer la formation d'une pluralit~ de faisceaux laser émis par des portions distinctes du milieu actif, ces faisceaux ayant des longueurs d'onde différentes entre elles.
D'autres caractéristiques et avantages de llinvention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif, en référence aux dessins et schémas annexés dans lesquels la fi~ure 1 représente un laser à longueurs d'onde d~émission multiples selon l'invention, la figure 2 est une vue en perspective d'une pièce du laser illustr~ par la figure 1, la figure 3 représente une première variante du laser selon l'invention, la figure 4 représente une deuxième variante du laser selon l'invention, la figure 5 représente une troisième variante du laser selon l'invention et la figure 6 repr~sente une quatrième variante du laser selon l'invention.
En réf~rence aux figures 1 et 2, un laser à longueurs d'onde d'émission multiples conforme à l'invention comporte ~-une enceinte 1 renfermant le milieu actif. Cette enceinte présente dtune part une qection longitudinale sensiblement :
tronconique délimitée par une face avant 2 et une face arrière 3, et d'autre part une section transversale polygonale ou circulaire qui est rectangulaire dans l'exel~le décrit, comme illu~tré ~ la figure 2.
La cavité laser est définie par un miroir 4 cylindrique ou sph~rique en vis-à-vis de la face arrière 3 et par un ' '"' --2-- .
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réseau 5 en vis-à-vis de la face avant 2.
Il résulte d'une telle structure que l'~mis3ion laser, au sein du milieu actif 3e produit sous forme de plusieurs faisceau~ tels que Rl et R2 qui viennent en incidence sur le r~seau 5 selon de~ angles différents. En outre chacun desdits faisceaux n'exploite ~u'une partie du milieu actif, autre que celle exploitée par un autre faisceau : éventuellement, deux f,aisceaux peuvent exploiter une portion commune d'une partie du milieu actif, mais pas la totalit~.
Il en résulte que le r~seau assure une sélection de longueurs d~onde correspondant aux angle~ d'incidence diff~rent~ des faisceaux, et l'émission laser s'effectue donc selon plusieur~ raies simultanément, soit hl, h2 etc...! de telles longueurs d'onde étant bien entendu fonction d,e,la ~
, . . .. ... . _ 5~2~
nature du milieu actif.
Conformément à la variante illustrée figure 3, le réseau 5 précédemment décrit est remplacé par un prisme 8 coopérant avec un miroir plan 9.
Dans la variante illustrée figure ll, on met en oeuvre un réseau 5, mais on dispose en vis-à-vis de la face arrière 3 de l'enceinte un miroir 10 semi-transparent cylindrique ou sphérique. De la sorte les divers faisoeaux R1 ou R2 sortent de la cavité parallelement entre eux et selon des longueurs dlonde h1, h2...h5 différentes entre elles.
Selon la variante illustrée figure 5, on met en oeuvre un réseau 5 et un miroir 11 à réflexion totale, cylindrique ou sphérique. De plus dans cette variante on dispose en vis-à-vis dudit réseau une lentille oorrectrice 12 apte à rendre parallèles les faisoeaux R1, R2... renvoyés par le réseau. Le~s faisceaux présentent également dans ce cas des longueurs d'ondes différentes. -Bien entendu, dans ce cas les faisceaux sont réfléchis dans l'ordre 0 du réseau.
Dans la variante illustrée figure 6 l'enceinte 1 présente une forme parallélépipédique ou cylindrique. En vis-à-vis de la face arrière 3 on dispose un miroir plan semi-transparer.t 13, tandis qu'une lentille correctrice 14 est disposée entre la face avant 2 et le réseau 5. De la sorte les divers faisceaux R1, R2, R3 venant en inoidence sur le réseau 5 selon divers angles, donnent des émissions de longueurs d'onde différentes h1, h2 h3-Bien entendu il est possible de sélectionner un certain nombre delongueurs d'ondes parmi celles qui sont émises. Il suffit pour caia de disposer un cache approprié, soit à l'intérieur, soit à l'extérieur de la oavité.
A titre d'exemple, dans le cas où le milieu actif est le ~az oarbonique il est possible dlémettre sur 80 raies~ et selon des longueurs d'onde comprises entre 9 et 11 microns.
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Claims (5)
1. Laser à longueur d'onde multiple, comportant :
- une cavité optique résonnante délimitée par un réflecteur sphérique et un autre réflecteur, - un milieu actif disposé dans la cavité, ce milieu étant susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde différentes, ce milieu actif ayant la forme d'un tronc de cône disposé
longitudinalement dans la cavité, la grande base du tronc de cône étant opposée au réflecteur sphérique, - et des moyens dispersifs pour séparer les faisceaux laser oscillant dans la cavité selon leur incidence sur l'autre réflecteur délimitant la cavité, de façon à provoquer la formation d'une pluralité de faisceaux laser émis par des portions distinctes du milieu actif, des faisceaux ayant des longueurs d'onde différentes entre elles.
- une cavité optique résonnante délimitée par un réflecteur sphérique et un autre réflecteur, - un milieu actif disposé dans la cavité, ce milieu étant susceptible d'amplifier plusieurs longueurs d'onde différentes, ce milieu actif ayant la forme d'un tronc de cône disposé
longitudinalement dans la cavité, la grande base du tronc de cône étant opposée au réflecteur sphérique, - et des moyens dispersifs pour séparer les faisceaux laser oscillant dans la cavité selon leur incidence sur l'autre réflecteur délimitant la cavité, de façon à provoquer la formation d'une pluralité de faisceaux laser émis par des portions distinctes du milieu actif, des faisceaux ayant des longueurs d'onde différentes entre elles.
2. Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens dispersifs pour séparer les faisceaux laser comportent un réseau constituant l'autre réflecteur délimitant la cavité.
3. Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens dispersifs pour séparer les faisceaux laser comportent un miroir plan constituant l'autre réflecteur délimitant la cavité et un prisme disposé entre le miroir plan et la petite base du tronc de cône.
4. Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit réflecteur sphérique est partiellement transparent.
5. Laser selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une lentille correctrice disposée à l'extérieur de la cavité pour recevoir les faisceaux laser renvoyés par le réseau et les transmettre sous forme de faisceaux parallèles entre eux.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR7710207A FR2386918A1 (fr) | 1977-04-05 | 1977-04-05 | Laser a emission multiraie |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1105120A true CA1105120A (fr) | 1981-07-14 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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1977
- 1977-04-05 FR FR7710207A patent/FR2386918A1/fr active Granted
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- 1978-03-28 GB GB11964/78A patent/GB1575880A/en not_active Expired
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- 1978-03-31 IT IT21833/78A patent/IT1093695B/it active
- 1978-04-04 JP JP3888478A patent/JPS53125795A/ja active Pending
- 1978-04-04 CA CA300,352A patent/CA1105120A/fr not_active Expired
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |