FR2689694A1 - Laser doublé en fréquence, à fréquence unique. - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un laser comprenant une source de rayonnement de pompage optique (12); un barreau à effet laser (14); un miroir d'entrée (16); deux lames quart-d'onde (20 et 22); des moyens de polarisation (24) adjacents à une lame quart-d'onde; pour polariser ladite lumière laser émise par ledit barreau; des moyens (26) de génération de second harmonique pour produire une sortie ayant une fréquence double de la fréquence à laquelle ledit barreau émet la lumière laser; et un coupleur de sortie (18).

Description

LASER DOUBLE EN FREQUENCE, A FREQUENCE UNIQUE

La présente invention est relative en général à la technique des lasers et en particulier à la technique

des lasers doublés en fréquence, pompés par une diode-

laser à l'état solide. Des lasers Nd:YAG à doublement intra-cavité ont été proposés comme source de lumière verte il y a plus de ans et de nombreux dispositifs de cette sorte ont

été construits et analysés dans les années ultérieures.

Des dispositifs typiques sont constitués par un barreau de Nd:YAG à polariseur de Brewster et un cristal accordé en phase de type I, tels que Ba 2 Na Nb 5 015 ou Li IO 3 Plusieurs exemples de ce type de dispositifs sont illustrés dans le livre de Koechner, Solid State

Laser Engineerina, Springer-Verlag, 2 ème édition, 1988.

En général, on a observé que ces dispositifs étaient bien moins stables avec un cristal non linéaire dans la

cavité que lorsqu'il ne comportait pas un tel cristal.

Différentes tentatives d'explications comprenant des effets de battements de mode ou thermiques ont été suggérées mais aucune étude définitive n'a été effectuée On a pensé souvent que le cristal non linéaire était simplement un amplificateur non linéaire pour des fluctuations déjà présentes dans le laser non doublé La stabilité n'était pas le seul problème avec ces dispositifs; des problèmes d'endommagement du cristal et d'autres matériaux tendaient à limiter la

performance de ces dispositifs.

L'intérêt porté aux lasers à doublement intra-

cavité a été renouvelé dans les années 1980 lorsque de nouveaux matériaux non linéaires et des techniques de pompage par diode laser sont devenus disponibles Un matériau non linéaire nouveau est constitué par K Ti O Po 4, le phosphate de potassium et de titanyle ou KTP, un matériau hautement non linéaire qui était exempt des nombreux problèmes mécaniques, thermiques ou optiques qui se révélaient néfastes à l'égard des matériaux antérieurs L'accord de phase dans KTP est du type II de sorte que les polariseurs à lame de Brewster simples utilisés avec les matériaux antérieurs n'était

pas adéquat.

L'utilisation de cristaux non linéaires de type II, tels que KTP, pour la génération du second harmonique intra-cavité (SHG) introduit divers problèmes liés à la polarisation Le fait de placer un cristal biréfringent dans une cavité de laser non polariséeproduit souvent des effets indésirables, étant donné que l'axe du cristal définit deux polarisations orthogonales qui, en général, diffèrent tant par les longueurs des chemins optiques que par les pertes La différence de chemins optiques conduit à deux séries de fréquences de cavités résonnantes, faiblement couplées, qui souvent produisent un comportement erratique de saut de mode et un bruit externe En outre, toutes différences, dans les pertes relatives pour chaque polarisation tend à produire une sortie du laser qui est polarisée le long d'un axe du cristal Etant donné qu'un rayonnement polarisé le long des deux axes du cristal est exigé pour un doublement de type II, le rayonnement de sortie polarisé le long d'un seul axe empêche ou au moins dégrade l'efficacité du procédé SHG Des lames de retard ont été utilisées pour

contrôler les polarisations à l'intérieur de la cavité.

Le problème du bruit n'a pas été traité Des exemples typiques se trouvent dans les brevets des Etats Unis ci-après: 4 413 342 de Cohen et al; 4 127 827 et 3 975 693 de Barry et al; 4 617 666; 4 637 026;

4 048 515; et 4 618 957 de Liu.

Baer semble avoir été le premier à avoir construit un laser au Nd:YAG pompé par une diode laser qui

subissait un doublement intra-cavité au moyen de KTP.

Voir par exemple les brevets des Etats Unis N 4 653 056; 4 656 635; 4 701 929; 4 756 003; et 4 872 177 Une cavité ancienne utilisée par Baer était constituée par un barreau de Nd:YAG pompé à l'extrémité, un cristal de KTP et un réflecteur courbe et ne comportait pas d'élément de contrôle de la polarisation Baer a rapporté les résultats suivants:

( 1) lorsque le laser fonctionnait sans étalon intra-

cavité, il présentait un bruit optique ayant une fréquence dans le domaine d'environ 10 kilohertz à plusieurs centaines de kilohertz; ( 2) lorsqu'un étalon était ajouté pour réduire le nombre de modes d'oscillation à deux, des oscillations bien définies de puissance optique étaient observées; et ( 3) lorsque le laser était forcé à fonctionner suivant un seul mode avec un étalon, la puissance de sortie était stable,

mais le laser produisait très peu de sorties vertes.

Baer a interprété ces résultats sous la forme d'un modèle d'équation de taux qui comprenait à la fois les

effets de génération somme et de saturation croisée.

Baer a cru que les fluctuations d'amplitude du laser se produisaient du fait que le système comportait deux mécanismes de rétro-action non linéaires fonctionnant sur deux échelles de temps différentes Il a conclu que les oscillations étaient une barrière fondamentale à un fonctionnement multi-mode réussi des lasers à

doublement intra-cavité.

Des structures ultérieures de Baer ont ajouté un polariseur à lame de Brewster orienté à 450 par rapport à l'axe du KTP pour fournir une puissance égale aux deux polarisations du cristal Cette structure avait l'inconvénient que, en général, on ne peut pas combiner une lame de Brewster et un cristal biréfringent en une cavité optique à faibles pertes La polarisation linéaire traversant la lame de Brewster est transformée dans le KTP en une polarisation élliptique qui subit une perte significative lorsqu'elle passe à travers la lame de Brewster Seulement dans le cas particulier (qui n'est ni décrit, ni discuté par Baer) lorsque KTP fonctionne en tant que lame d'onde demi- entière, les pertes de la cavité sont faibles Etant donné que KTP est fortement biréfringent, comportant des indices de réfraction dépendant de la température, un cristal typique de KTP de doublage long de quelques millimètres agit en tant que lame de retard d'ordre multiple, variable avec la température En général, pour que les modes propres (eigenmodes) à faibles pertes existent dans une cavité laser contenant une lame de Brewster et un élément biréfringent, l'élément biréfringent doit être une lame d'onde ou de demi-onde Ainsi, la réussite de la réalisation d'une cavité optique à faibles pertes à une longueur d'onde donnée dépend d'une manière critique du contrôle rigide de la

longueur du cristal et de la température de la cavité.

Une inter-relation sensible existe entre la longueur du cristal, la température de la cavité et les pertes de polarisation. D'autres ont également essayé de réaliser un laser à l'état solide qui utilise un cristal non linéaire ou un matériau à effet laser pour produire de la lumière verte à partir de lumière infrarouge en utilisant les principes de la production du second harmonique Les brevets US ci-après sont illustratifs des nombreux praticiens qui ont essayé de réaliser un appareil pratique: 3 624 549 de Geusic et al; 3 750 670 de Palanos et al; 3 619 637 de Godo et al; 4 856 006 de Yano et al. Plus récemment, Anthon et al ont décrit un laser à doublement de fréquence intra-cavité (brevet des Etats Unis No 4 933 947 cédé à AMOCO Corporation) ayant une stabilité d'amplitude améliorée Ceci a été réalisé en éliminant substantiellement le brûlage de trou ou hole burning (saturation de l'atténuation, ou gain) spatial dans le matériau à effet laser et en maintenant la cavité optique du laser à une température qui produit un rayonnement optique essentiellement exempt

de bruit.

Malgré ce qui semble être une compréhension générale sensiblement complète de la théorie du procédé de doublage de fréquence, un laser à doublement de fréquence pompé par diode laser à l'état solide et qui soit sûr n'a pas encore trouvé d'acceptation complète sur le marché Jusqu'à présent de tels lasers ont été gênés par divers problèmes Ces problèmes comprennent: une variation de la puissance de sortie au cours du démarrage; des puissances de sortie qui varient considérablement avec les changements de température et au cours du temps; une puissance de sortie non répétable avec une variation de la température de la cavité; des modes spectraux multiples (par exemple deux ou trois) se produisant simultanément; des polarisations différentes dans les modes spectraux sans aucune relation consistante entre elles; une polarisation infrarouge (IR) qui n'est pas définie; des modes spectraux et des puissances de sortie qui changent lorsque le laser est heurté légèrement ou soumis à une vibration légère; et un fonctionnement du laser (c'est-à-dire en ce qui concerne la puissance de sortie et les modes spectraux) qui semble être sensible indûment aux changements qui se produisent normalement

dans les caractéristiques de la diode laser de pompage.

Clairement, un laser à doublement de fréquence, à fréquence unique, sur lequel on puisse compter serait le bienvenu dans l'industrie de la photonique D'une manière plus importante, si on utilise une source de diode laser à l'état solide comme rayonnement de pompage optique infrarouge, on peut obtenir une source

miniature de lumière verte visible.

La présente invention a pour objet: de produire une source sûre de lumière laser à doublement de fréquence, essentiellement à une seule fréquence; un laser à l'état solide pompé par une diode laser qui produit une source de lumière verte stable et sûre; un laser stable à lumière verte qui utilise une diode laser, un cristal dopé aux terres rares et un matériau à doublement de fréquence dans une cavité commune; un laser pompé par diode laser à l'état solide stable et sûr qui utilise Nd:YAG et KTP, qui ne présente pas de problèmes résultant du brûlage par trou spatial et qui comporte un mode spectral à fréquence unique comme sortie; un système de laser à fréquence doublée ayant une cavité qui assure le doublement et évite un mode polarisé de fonctionnement dans lequel des modes oscillatoires sont en compétition; la combinaison des principes de filtre Lyot et les principes de production du second harmonique pour produire un laser à doublement de fréquence, à

fréquence unique.

Conformément à l'invention, on réalise un laser qui comprend un matériau à effet laser qui est adapté pour émettre un rayonnement laser à une longueur d'onde prédéterminée en réponse à un rayonnement de pompage optique et qui comporte une extrémité avant et une extrémité arrière; un miroir d'entrée pour réfléchir substantiellement la lumière laser en direction de l'extrémité arrière du matériau à effet laser; un coupleur de sortie pour réfléchir substantiellement la lumière laser vers ledit miroir d'entrée et pour laisser passer à travers lui au moins une partie de la lumière laser à un harmonique de ladite longueur d'onde prédéterminée; des moyens, disposés entre ledit miroir d'entrée et ledit coupleur de sortie, pour éliminer substantiellement le brûlage de trou spatial dans le matériau à effet laser tout en produisant de la lumière laser à ladite longueur d'onde prédéterminée; des moyens de polarisation, disposés pour recevoir ladite lumière à ladite longueur d'onde prédéterminée à partir dudit matériau à effet laser, afin de polariser ladite lumière laser à partir dudit matériau à effet laser, et des moyens de production de second harmonique, disposés pour recevoir ladite lumière laser polarisée et comportant des axes optiques qui sont orientés relativement à ladite lumière polarisée pour un accord de phase, afin de convertir ladite lumière laser polarisée en un harmonique de ladite longueur d'onde prédéterminée. Le système laser qui vient d'être décrit, lorsque KTP est utilisé en tant que moyen de production de second harmonique et lorsqu'il est pompé avec de la lumière dans l'infrarouge proche, fonctionne en tant que source stable de lumière verte Le laser à fréquence unique de la présente invention s'est révélé constituer une source de puissance précise étant donné qu'il fonctionne seulement en un mode spectral unique, bien défini, et avec une polarisation définie En outre, la puissance est élevée, le brûlage par trou spatial est éliminé, les variations de puissance de sortie dues aux changements de température de la cavité sont répétables et la polarisation IR est bien définie quels que soient la température et le mode de la cavité En outre, la distribution de mode ne change pas lorsque le laser vibre légèrement, est heurté ou si le

mode de pompage varie.

De nombreux autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à l'homme de

l'art à la lumière de la description détaillée de

l'invention ci-après, des modes de réalisation décrits

ici, des revendications et des dessins joints.

Sur les dessins: la Figure 1 est un diagramme schématique d'un premier mode de réalisation d'un laser à fréquence unique dans le vert, qui constitue l'objet de la présente invention; la Figure 2 est un diagramme schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention; et la Figure 3 est un diagramme schématique d'une

variante du mode de réalisation de la Figure 2.

Alors que l'invention est susceptible de réalisation sous différentes formes, on a représenté sur les dessins et on décrira ci-après en détail, au moins trois modes de réalisations spécifiques de l'invention Il doit être bien compris, toutefois, que

la présente description doit être considérée simplement

comme la fourniture d'exemples des principes de l'invention et n'est pas destinée à limiter celle-ci

aux modes de réalisations particuliers illustrés.

En se référant maintenant à la Figure 1, on y a illustré un laser à lumière verte, à fréquence unique, référencé 10, qui comprend: une source 12 de rayonnement de pompage optique, un matériau 14 à effet laser, un miroir d'entrée 16, un coupleur de sortie 18, deux lames quart- d'onde 20 et 22, un élément polariseur 24 et un matériau ou élément optique 26, générateur d'harmonique, de nature non-linéaire (appelé également "doubleur de fréquence") On utilise un dispositif de contrôle de la température, référencé 28, pour contrôler un refroidisseur thermo-électrique 30 pour la source 12 et des éléments de chauffage ou de

refroidissement 32 et 33 pour la cavité laser.

La source 12 fournit un rayonnement de pompage optique au matériau 14 à effet laser Des moyens de focalisation ou une lentille, portant la référence il (par exemple un élément optique comportant un gradient d'indice de réfraction ou GRIN, une lentille en boule, une lentille asphérique, une combinaison de lentilles, etc) peut être utilisée pour focaliser la sortie de la source 12 sur le matériau 14 à effet laser Cette focalisation produit une intensité de pompage élevée et une efficacité de conversion photon/photon associée élevée dans le matériau 14 à effet laser On peut utiliser toutes combinaisons de sources et de matériaux

à effet laser.

De préférence, la source 12 est un semiconducteur émetteur de lumière, tel qu'une diode laser ou un réseau de diodes lasers, tandis que le matériau 14 à effet laser est un cristal non-biréfringent, tel qu'un grenat dopé au moyen d'un matériau actif, à base de terres rares (par exemple Nd:YAG), ou un cristal qui comprend un matériau actif à terre rare qui est un composant stoechiométrique du matériau hôte à effet laser (par exemple tétraphosphate de lithium et de

néodyme (LNP) ou de pentaphosphate de néodyme (NPP)).

Si on le désire, la face de sortie de la source de lumière semiconductrice 12 peut être placée en relation de couplage étroit ou de couplage de contact par rapport à la face interne du matériau 14 à effet laser sans l'utilisation de moyens de focalisation 11 En tant qu'utilisée ici, l'expression "couplage de contact" signifie un couplage qui est suffisamment proche pour qu'un faisceau divergent de rayonnement de pompage optique provenant de la source de lumière semiconductrice 12 pompe optiquement un volume de mode à l'intérieur d'un matériau 14 à effet laser avec une aire de section transversale suffisamment faible pour supporter essentiellement un seul mode transversal de fonctionnement laser (c'est-à-dire le fonctionnement en

mode TEMOO) dans le matériau 14 à effet laser.

Des matériaux 14, à effet laser hautement appropriés, pour le fonctionnement à couplage de contact comprennent le YAG dopé au néodyme c'est-à-dire Nd:YAG, le grenat de gadolinium et gallium (Gd 3 Ga 5 012) ou GGG et le grenat de gadoliniumscandium et gallium

(Gd 3 Sc 2 Ga 3 012) ou GSGG, et particulièrement LNP ou NPP.

A titre d'exemple spécifique, le YAG dopé au néodyme est un matériau à effet laser hautement convenable pour être utilisé en combinaison avec des moyens de pompage optique qui produisent une lumière ayant une longueur d'onde d'environ 800 nm Lorsqu'il est pompé au moyen d'une lumière à cette longueur d'onde, le YAG dopé au néodyme peut émettre de la lumière ayant une longueur d'onde d'environ 1064 nm La forme géométrique précise

du matériau 14 à effet laser peut varier grandement.

Par exemple, le matériau laser peut être en forme de barreau, ou de forme rhomboédrique si désiré Si désiré, une fibre à pompage par extrémité de matériau à effet laser peut être utilisée Des fibres hautement convenables à cet effet comprennent, sans y être limitées, des fibres de verre optique qui sont dopées avec des ions d'un métal de terre rare, tel que le néodyme La longueur d'une telle fibre est réglée aisément pour produire l'absorption de pratiquement tout le rayonnement de pompage optique Si une très longue fibre est exigée, elle peut être mise sous la forme d'un enroulement, par exemple sur une bobine, en vue de minimiser la longueur totale du laser de la là

présente invention.

Une source 12 hautement appropriée pour le rayonnement de pompage optique est constitués par un réseau de diodes lasers à l'arseniure de gallium et d'aluminium, émettant de la lumière ayant une longueur d'onde d'environ 800 nm, fixé à un puits de chaleur De telles diodes- lasers sont bien connues de l'homme de l'art et peuvent être obtenues à partir de divers fournisseurs (par exemple Spectra-Diode Laboratories, SONY, Laser Diode Inc, Siemens, etc) Le puits de chaleur peut être de nature passive Toutefois, le puits de chaleur peut également comprendre un refroidisseur thermo-électrique 30 pour faciliter le maintien du réseau 12 de diodes-lasers à une température constante, et assurer ainsi un fonctionnement optimal du réseau de diode-lasers à une longueur d'onde prédéterminée La température de la source 12 constituée par la diode laser peut être réglée au moyen d'un circuit électronique de contrôle référencé 28 Des éléments de contrôle séparés pour la régulation de la température de la source 12 et de la cavité de laser pompé peuvent être utilisés On comprendra également que, bien entendu, durant le fonctionnement, les moyens de pompage optique ou source

12 sont connectés à une source d'énergie convenable.

Les conducteurs électriques depuis le réseau de diodes-

lasers jusqu'à une source d'énergie ne sont pas

illustrés sur les dessins aux fins de clarté.

Une cavité laser ayant un axe 34 s'étendant longitudinalement est formée par le miroir d'entrée 16 et le coupleur ou miroir de sortie 18 Les deux miroirs sont hautement réflecteurs (par exemple à 99 t ou davantage), donc de type HR, à la longueur d'onde (c'est-à-dire la longueur d'onde fondamentale ou ->F) du barreau de matériau 14 à effet laser (par exemple 1064 ni pour Nd:YAG) Le miroir d'entrée 16 est revêtu de manière à transmettre la lumière à partir de la source 12 (c'est-à-dire qu'il est hautement transmissif (HT) dans une proportion de 85 % ou davantage) et être hautement réfléchissant à la longueur d'onde de la

fondamentale (par exemple 800 nm pour Nd:YAG).

Le coupleur de sortie 18 est un miroir qui est revêtu pour être HT à l'harmonique de la longueur d'onde de la lumière émise par le matériau ou barreau 14 à effet laser (par exemple 632 nm (vert) pour Nd:YAG émettant la lumière laser à 1064 nm) Le miroir de sortie 18 et le miroir d'entrée 16 sont de nature classique et, par exemple peuvent comprendre des revêtements classiques convenables sur des substrats

appropriés.

La lumière du matériau ou barreau 14 à effet laser interagit avec le matériau optique non linéaire 26 pour doubler la fréquence de la lumière en provenance du matériau à effet laser Les matériaux ayant des propriétés optiques non-linéaires sont bien connus Par exemple le brevet des Etats Unis No 3 949 323 de Bierlein et al décrit que des propriétés optiques non-linéaires sont possédées par des matériaux ayant la formule M Ti O(XO 4) dans laquelle "I'" est au moins l'un de K, Rb, Ti et NH 4; tandis que "X" est au moins l'un de P ou As, sauf si NH 4 est présent, "X" étant seulement alors P Cette formule générale comprend le phosphate de potassium et de titanyle (KTP) ou K Ti OPO 4, un matériau non-linéaire

particulièrement utile dans le cadre de l'invention.

De préférence, le matériau 26 de doublage de fréquence est le KTP KTP possède l'un des coefficients optiques non-linéaires les plus élevés KTP est un matériau biaxe ayant des axes qui sont disposés de préférence pour un accord de phase de type II (par exemple ayant son axe Z perpendiculaire à l'axe de référence 34 de la cavité et à environ 45 par rapport à un côté d'un plan (par exemple un plan coïncidant avec le plan des figures et la direction de polarisation établie par l'élément de polarisation 24) qui se trouve le long de l'axe de référence). Les matériaux optiques non-linéaires tels que KTP, ont la capacité de convertir de la lumière à une longueur d'onde prédéterminée ou fondamentale en lumière à un harmonique de cette lumière (c'est-à-dire de la lumière à une fréquence W O est convertie en lumière au second harmonique 2 X, ou de la lumière dans l'infrarouge proche à une longueur d'onde de 1064 nm est convertie en lumière verte à une longueur d'onde de 532 nm) D'autres matériaux optiques non-linéaires qui conviennent pour le doublement de fréquence comprennent: le phosphate monopotassique (dihydrogéné) (KDP) ou KH 2 PO 4; le phosphate monoammonique (dihydrogéné) (ADP) ou NH 4 H 2 PO 4; l'arseniate monoammonique (dihydrogéné) (ADA) ou NH 4 H 2 As O 4; l'arseniate de césium et de dideuterium (CDA) ou Cs H 2 As O 4; le béta-borate de barium (BBO) ou B-Ba B 204; le triborate de lithium (LBO) ou Li B 305; aussi bien que K Ti O As O 4, l'iodate de lithium (LIO) ou Li IO 3, Li Nb O 3, K Nb O 3, HI 03, KB 508-4 H 20, K Li Nb O 3 et des matériaux organiques, y compris l'urée Un examen des propriétés optiques non linéaires d'un certain nombre de cristaux uniaxe différents a été publié dans Sov J.

Quantum Electron, Vol 7, N 1, Jan 1977, pages 1-13.

Des matériaux optiques non-linéaires ont également été considérés par S Singh dans CRC Handbook of Laser Science and Technology, Vol III, M J Weber, Ed,

CRC Press, Inc, Boca Raton, Fla, 1986, pages 3-228.

La conversion de rayonnement optique d'une fréquence en rayonnement optique d'une autre fréquence par interaction avec un matériau optique non-linéaire est bien connue et a été étudiée d'une manière extensive Des exemples d'une telle conversion comprennent la génération harmonique, le mélange optique et l'oscillation paramétrique La production du second harmonique ou "doublement de fréquence" est peut être l'exemple le plus commun et le plus important de l'optique non-linéaire dans laquelle une partie de l'énergie d'une onde optique de fréquence angulaire X) se propageant à travers un cristal optique non linéaire est convertie en énergie d'une onde de fréquence angulaire 20 La production du second harmonique a été discutée par A Yariv dans Quantum Electronics, 2 ème édition, John Wiley & Sons, New York, 1975, aux pages 407-434 et par W Koechner dans Solid State Laser Engineering, Springer-Verlag, New York, 1976 aux pages

491-524.

Des ondes électromagnétiques qui ont une fréquence dans le domaine optique et se propagent à travers un cristal non-linéaire induisent, croit-on, des ondes de polarisation qui ont des fréquences égales à la somme et à la différence de celles des ondes excitantes Une telle onde de polarisation peut transférer de l'énergie

à une onde électromagnétique de la même fréquence.

L'homme de l'art sait que l'efficacité du transfert d'énergie d'une onde de polarisation à l'onde électromagnétique correspondante est une fonction de: (a) la grandeur du tenseur de polarisabilité de second ordre du matériau optique (étant donné que cet élément tenseur détermine l'amplitude de l'onde de polarisation); et (b) la distance le long de laquelle l'onde de polarisation et l'onde électromagnétique rayonnée peuvent rester suffisamment en phase ou "en accord de phase" pour le procédé de conversion non linéaire. Une méthode classique pour obtenir un tel accord de phase dans un matériau optique non-linéaire utilise le fait que la dispersion (le changement d'indice de réfraction avec la fréquence) peut être contrebalancée en utilisant la biréfringence naturelle des cristaux uniaxe ou biaxe De tels cristaux ont deux indices de réfraction pour une direction donnée de propagation qui correspondent aux deux modes de propagation admissibles, polarisés orthogonalement Par conséquent, par un choix approprié de la polarisation, de la direction de propagation et de l'orientation des axes des cristaux, il est souvent possible de réaliser un accord de phase dans un cristal optique non-linéaire biréfringent L'expression "axe d'accord de phase", telle qu'utilisée ici, se réfère à une ligne ou une direction à travers un cristal optique non-linéaire le long de laquelle la conversion sensiblement en accord de phase d'un rayonnement d'entrée précisé en un rayonnement de sortie précisé est permise pour au moins

certaines polarisations dudit rayonnement d'entrée.

L'accord de phase de type I exige que les ondes

incidentes interagissant dans le matériau optique non-

linéaire aient la même polarisation L'accord de phase de type II exige que les ondes incidentes interagissant dans le matériau optique non- linéaire aient des

polarisations orthogonales.

KTP est un matériau de doublement de fréquence qui peut être accordé en phase de type II Un tel matériau 26 est de préférence accordé en température de manière qu'il ait une longueur effective d'un multiple entier de la demi-longueur d'onde de la fondamentale (par exemple, 2, u F' 2 F, etc, AF étant une longueur d'onde à laquelle le barreau 14 à effet laser émet de la lumière laser, et ? 2 = 'F/2, _ 2 étant la longueur d'onde de l'harmonique) Un élément chauffant 32 et une électronique de commande classique 28 peuvent être utilisés à cet effet Dans une cavité courte, la régulation de la température de la source 12 à diode laser peut affecter la température du matériau optique non-linéaire 26 de doublement de fréquence De préférence, un gradient de température pré-établi est détecté et maintenu Un élément chauffant 33 adjacent au barreau 14 à effet laser et un autre élément 32 adjacent au doubleur de fréquence 26 peuvent être utilisés pour établir et maintenir un gradient de température désiréUne sélection et un emplacement judicieux des senseurs de température rendra minimale la rétro-action de température et la diaphonie entre le refroidisseur 30 de source et les réchauffeurs 33 et 32 du gradient de cavité En variante, le matériau de doublage de fréquence 26 peut être placé dans un boîtier afin de l'isoler de la source 12 En maintenant le doubleur de fréquence 26 à cette longueur préférée, la lumière polarisée à la longueur d'onde fondamentale subit un décalage de phase-égal à un multiple entier de 1800 chaque fois qu'elle passe à travers le doubleur de fréquence. Les deux lames quart-d'onde 20 et 22 fonctionnent premièrement en tant que moyens pour éliminer substantiellement le brûlage de trou spatial dans le matériau à effet laser en provoquant une polarisation circulaire du rayonnement de la cavité et en créant ainsi une cavité optique à "mode tordu" La technique du mode tordu pour produire une densité d'énergie axialement uniforme dans une cavité laser est décrite par V Evtuhov et al, Appl Optics, Vol 4, No 1, pages 142-143 ( 1965) Voir également Draegert, "Efficient Single- Longitudinal-Mode Nd:YAG Laser", IEEE

J Quant El, QE-8, 235 ( 1972).

Tous moyens classiques pour éliminer substantiellement le brûlage de trou spatial dans le matériau à effet laser peut être utilisé dans la pratique de l'invention Par exemple, le brûlage de trou spatial peut être éliminé par l'utilisation d'une cavité optique en anneau, à onde progressive, par déplacement mécanique ou par modulation de phase électro-optique Ici, la lame quart- d'onde 22, qui est disposée au voisinage de l'élément de polarisation 24 est orientée avec un axe (c'est-à-dire son axe rapide) à environ 45 du plan contenant la direction de polarisation établie par l'élément de polarisation 24 le long de l'axe de référence 34 Cette même lame quart-d'onde 22 est également alignée à l'axe optique

du doubleur de fréquence 26.

De préférence, les lames d'onde sont identiques et les axes correspondants de ces lames d'onde sont "croisés" ou disposés avec des axes correspondants à angle droit l'un par rapport à l'autre et à l'axe de référence 34 (par exemple l'axe rapide de la lame d'onde 22 est perpendiculaire à l'axe rapide de la lame d'onde 20) Des lames d'onde en quartz 20 et 22 ayant une épaisseur de 1,01 mm peuvent être utilisées Les lames quart-d'onde 20 et 22 sont disposées au voisinage des extrémités opposées du barreau laser Il en résulte une configuration d'ondes stationnaires dans la cavité qui est polarisée linéairement aux miroirs 16 et 18 d'extrémité de cavité Le mode est polarisé circulairement dans le barreau laser 14; ceci donne une onde stationnaire dans laquelle le vecteur de champ électrique tourne à travers le barreau laser ou le milieu actif ou milieu à gain, et dans laquelle il n'y a pas de noeuds d'ondes stationnaires à l'intérieur du

milieu à gain.

La fonction du miroir d'entrée 16 peut être obtenue en revêtant une des lames d'onde 20 au moyen de

revêtements réflecteurs convenables (par exemple anti-

réflexion (AR) à environ 800 nm et HR à approximativement 1064 nx d'un côté et AR à 1064 et 800 nm de l'autre côté) Ceci réduit le nombre de

composants et le coût total.

Le dernier composant du laser 10 est un élément de polarisation 24 De préférence, l'élément polarisant 24 est une lame de Brewster dont le plan est à l'angle de Brewster de la lame par rapport à l'axe de référence 34 Cet élément polarisant 24 établit une direction de polarisation à l'intérieur de la cavité laser qui, conformément à l'orientation de la Figure 1, est dans le plan des dessins Les deux lames quart-d'onde 20 et 22, en même temps qu'un matériau à effet laser, non biréfringent (par exemple Nd:YAG) forme un champ de lumière polarisée circulairement, avec sommation dans le trajet d'une extrémité à l'autre de la cavité de laser résonnante La polarisation peut être également réalisée au moyen de revêtements sur des miroirs, un polariseur diélectrique ou d'autres moyens de polarisation convenables Une surface à angle de Brewster à une extrémité du barreau 14 à effet laser peut être utilisée si les lames quart-d'onde ne sont pas nécessaires pour contrôler le brûlage de trou spatial. La combinaison de l'élément polarisant 24 et d'un matériau 26 de doublement de fréquence biréfringent, ayant une longueur effective qui est un multiple entier de la moitié de la longueur d'onde de la fondamentale, fonctionne d'une manière qui est semblable à un filtre de Lyot (c'est-à-dire un filtre Lyot-Ohman) pour un

rayonnement laser se réfléchissant en trajets aller-et-

retour à l'intérieur de la cavité Un filtre de Lyot est un polariseur monochromatique Etant donné que le brûlage de trou spatial est contrôlé par les deux lames quart-d'onde 20 et 22 et que l'intensité uniforme entre les deux lames quart-d'onde est obtenue par l'élément polarisant 24, la lumière sortant de cette cavité est

essentiellement à une fréquence unique.

Pour limiter le nombre de modes spatiaux d'oscillation (c'est-à-dire pour maintenir le mode TEMOO), on peut insérer un disque "D" à ouverture entre le barreau laser 14 et l'élément doubleur de fréquence 26 Dans un mode de réalisation, dans lequel le doubleur de fréquence 26 était du KTP ayant une section transversale d'environ 1,5 mm 2, on a utilisé une

ouverture ayant approximativement 0,75 mm de diamètre.

L'homme de l'art comprendra que le disque à ouverture peut être disposé n'importe o dans la cavité et que sa dimension est une fonction de la section transversale de pompage, du rayon du miroir et de la longueur de la cavité. Les composants de la présente invention peuvent être assemblés suivant un certain nombre de manières différentes L'assemblage est facilité en construisant le laser à partir de deux sous-ensembles, en particulier un sous-ensemble supérieur comprenant: le miroir d'entrée 18, le doubleur de fréquence 26, un disque "D" à ouverture (si on en utilise un) et l'élément polarisant 24; et un sous-ensemble inférieur comprenant: une lentille GRIN, deux lames quart-d'onde et 22 et le barreau de laser 14 Plus spécifiquement, chaque sous-ensemble est formé en montant les composants dans des supports analogues à des disques, en empilant les supports et en bloquant les supports en place Au cours de la formation du sous-ensemble supérieur, les axes du doubleur de fréquence 26 sont de préférence à environ 450 par rapport à la direction de polarisation établie par l'élément polarisant 24 Après formation de chaque sous-ensemble, on empile les deux sous- ensembles, et on les bloque ensemble, en s'assurant que les directions ou axes principaux du KTP ou du doubleur de fréquence 26 du sous- ensemble supérieur sont alignés aussi bien que possible (par exemple à moins d'un degré d'arc ou mieux) avec les axes de la lame quart- d'onde 22 (c'est- à-dire dans le sous-ensemble inférieur) qui est

disposée au voisinage de l'élément polarisant 24.

Un autre mode de réalisation de l'invention est illustré sur la Figure 2 Tous les composants de ce laser 40 sont les mêmes à part qu'un réflecteur de polarisation ou miroir de recourbement 42 est utilisé en tant que coupleur de sortie et un miroir à double bande 44 est utilisé pour former une cavité en forme de L Le réflecteur polarisant est HR pour la longueur d'onde fondamentale, pour une polarisation et transmissif à la longueur d'onde de l'harmonique; il sert à remplacer l'élément polarisant 24 illustré à la Figure 1 Le réflecteur polarisant 42 réfléchit la lumière à la longueur d'onde fondamentale entrante suivant un trajet 46 qui est à angle droit avec le trajet 48 du rayonnement entrant Ceci est réalisé pour rendre maximale la sortie de couleur verte tout en évitant les effets d'interférence destructrice qui peuvent se produire avec la lumière réfléchie de second

harmonique.

L'intensité de la sortie de couleur verte au niveau du réflecteur polarisant 42 dépend des phases relatives des faisceaux harmoniques à 532 nm réfléchis par le miroir 44 à double bande à une extrémité du doubleur de fréquence 26 et le faisceau à 532 nm engendré à la seconde passe à travers le doubleur de fréquence Si on réalise une mise en phase optimale, la sortie sera quatre fois celle engendrée en une seule passe S'il y a un déphasage, les deux sorties de couleur verte s'annuleront, ce qui conduit à une sortie verte réduite La phase du faisceau réfléchi dépend de la structure du miroir 44 à double bande, aussi bien que la distance entre le miroir à double bande et la fréquence du doubleur 26 Le dernier effet est dû à la dispersion dans l'air En plaçant le miroir 44 à double bande suffisamment au voisinage d'une extrémité du doubleur de fréquence 26, ou bien en appliquant le revêtement réflecteur directement à une extrémité du doubleur de fréquence, l'effet de distance peut être rendu minimal Des revêtements préservant la phase sont connus de l'homme de l'art et n'ont pas besoin d'être

discutés plus en détail.

Le filtre de Lyot, comprenant le doubleur de fréquence 26 et le réflecteur polarisant 42 (ou autre élément polarisant convenable 24 de la Figure 1), est un élément fortement sélecteur de longueur d'onde La transmission calculée pour ces deux éléments est telle que le laser pourrait fonctionner avec succès dans un régime à fréquence unique sans élimination du brûlage de trou spatial; ainsi les lames quart- d'onde 20 et 22 peuvent ne pas être nécessaires L'élimination des lames quart-d'onde 20 et 22 permet à la structure illustrée sur les Figures 1 et 2 d'être réalisée en utilisant moins de composants Une faiblesse potentielle du filtre de Lyot est son domaine spectral libre relativement étroit; par exemple, il est possible d'avoir des modes à faible perte à la fois à 1064 na et à 1061 nm Cependant, cette difficulté peut être résolue au moins des deux manières suivantes: 1) Les lames quart-d'onde 20 et 22 peuvent remplir une autre fonction à part l'élimination du brûlage de trou spatial Si elles ont une épaisseur différente, ou si elles sont orientées avec leurs axes optiques alignés, alors elles constituent un second élément biréfringent dans la cavité En outre, étant donné qu'elles sont disposées à l'extrémité opposée de la cavité par rapport au doubleur de fréquence 26, elles forment un second filtre de Lyot élémentaire Par un choix convenable des longueurs ou des épaisseurs du matériau biréfringent, le domaine spectral libre de ce second filtre de Lyot peut être rendu beaucoup plus large que celui du filtre de Lyot à l'autre extrémité de la cavité Ceci résulte en une situation dans laquelle le filtre de Lyot à KTP a l'effet de choisir un mode spécifique auquel fonctionne le laser alors que le filtre de Lyot à lame quart-d'onde fonctionne pour empêcher l'oscillation de quelque mode indésirable plus

éloigné (c'est-à-dire ceux à 1061 nm et 1074 nm).

Ainsi, dans cette configuration, et lorsqu'il y a seulement un mode à faibles pertes disponible, il n'y a probablement pas besoin d'éliminer directement ou spécifiquement le brûlage de trou spatial Un effet semblable peut être obtenu si la combinaison des deux lames quart- d'onde est remplacée par une lame d'onde ou demi-onde unique 2) Un effet quelque peu similaire peut être obtenu en disposant un matériau biréfringent à effet laser orienté à 450 par rapport à l'axe du polariseur Ceci forme un second filtre de Lyot basé sur la longueur du milieu à gain Un second filtre de Lyot est capable vraisemblablement de fournir un domaine spectral libre semblable à celui obtenu par l'utilisation de KTP en tant que doubleur de fréquence Cependant, en utilisant le principe du vernier, il doit être possible d'obtenir que les deux filtres coïncident à la longueur d'onde désirée et suppriment tout autre effet laser sous la courbe de gain Ceci aurait un effet significatif sur le brûlage de trou spatial étant donné que les ondes stationnaires et les deux polarisations auront des longueurs d'onde différentes Alors que ceci peut ne pas être aussi efficace que deux lames quart-d'onde pour réduire le gain résiduel, il devrait le réduire substantiellement, ce qui pourrait être suffisant en lui-même pour obtenir les conditions opératoires désirées. La Figure 2 illustre une structure de cavité 50 qui incorpore certains de ces concepts Les axes du doubleur de fréquence 26 à KTP sont orientés à 450 par rapport au réflecteur polarisant 52 pour former un filtre de Lyot Les revêtements 44 pour former un réflecteur en phase sont disposés directement à l'extrémité éloignée du doubleur de fréquence 26, car il n'y a pas d'ambiguïté dans la longueur du chemin Si le doubleur de fréquence 26 à KTP comporte des faces d'extrémité parallèles, les deux faces du doubleur de fréquence à KTP sont perpendiculaires au faisceau, ce qui minimise les pertes Ici, le barreau à effet laser en Nd:YAG, référencé 14, présente une configuration planaire-planaire et il a une extrémité revêtue de manière que, avec le revêtement 44 sur le doubleur de fréquence à KTP, une cavité de laser soit formée Le parallélisme du barreau 14 force la perpendicularité de la face avec un revêtement AR Contrairement à la Figure 2, cette structure de cavité 50 utilise un réflecteur de polarisation courbe 52 Un des avantages de l'utilisation d'un réflecteur de polarisation courbe ou d'un miroir de polarisation courbe est que cela produit un faisceau elliptique Toutefois, cela produit

une structure de cavité simple qui réalise un auto-

alignement Le réflecteur de polarisation peut être remplacé par un miroir plan si la face d'entrée du barreau 14 en Nd:YAG est courbée d'une manière appropriée Une lame demi-onde ou onde entière 54 est illustrée en traits fantômes et est utilisée au cas o un second filtre de Lyot s'avèrerait nécessaire Ainsi, les deux lames quart- d'onde (utilisées sur la Figure 1 ou 2) sont remplacées par une seule lame 54 de type demi-onde ou onde entière dans la structure de la

Figure 3.

De la description précédente, on constatera que de

nombreuses variantes, alternatives et modifications apparaîtront à l'homme de l'art Par conséquent, ladite

description doit être interprétée à titre illustratif

seulement et afin d'enseigner à l'homme de l'art la manière de mettre en oeuvre l'invention On peut réaliser de nombreux changements, des matériaux peuvent être substituer l'un à l'autre et des caractéristiques de l'invention peuvent être utilisées Par exemple en utilisant des moyens (par exemple à l'emplacement "'D" de la Figure 1) pour contrôler la lumière verte se dirigeant vers l'arrière (par exemple un miroir qui est disposé entre les moyens de polarisation 24 et le doubleur de fréquence 26 qui est revêtu sur une face pour AR à 1064 nm et qui est revêtu sur la face opposée pour AR à 1064 nm et HR à environ 532 nm), la polarisation donnée peut être réalisée afin qu'elle soit dépendante directionnellement et la puissance du laser quadruplée par rapport à celle d'un dispositif à une seule passe En outre, un effet électro-optique peut être utilisé avec le filtre de Lyot pour accorder d'une manière fine le laser afin qu'il fonctionne avec des pertes minimales et au centre de la courbe de gain du matériau à effet laser En outre, au lieu d'utiliser un matériau à effet laser et un doubleur de fréquence séparés, un matériau à effet laser auto-doublant (par exemple Tm:Li NBO 3 ou Nd:YAG) en combinaison avec des moyens de filtration de Lyot est suggéré Finalement, la présente invention peut être utilisée pour produire de la lumière bleue aussi bien que de la lumière verte; les mêmes principes s'appliquent Ainsi, on comprendra que différentes modifications, alternatives ou variantes peuvent être faites sans s'écarter de l'esprit et de l'objet de l'invention telle que définie

dans les revendications annexées Il est bien entendu

que celles-ci sont destinées à couvrir toutes modifications de ce genre impliquées et restant dans la

portée des revendications.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1 Un laser caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: a) un matériau à effet laser qui produit de la lumière laser à une longueur d'onde prédéterminée en réponse à un rayonnement de pompage optique et qui a une extrémité avant et une extrémité arrière; b) un miroir d'entrée pour réfléchir substantiellement la lumière laser en direction de ladite extrémité avant du matériau à effet laser; c) un coupleur de sortie pour réfléchir substantiellement la lumière laser en direction dudit miroir d'entrée et pour laisser passer à travers lui au moins une certaine quantité de lumière laser à un harmonique de ladite longueur d'onde prédéterminée; d) des moyens, disposés entre ledit miroir d'entrée et ledit coupleur de sortie, pour éliminer substantiellement le brûlage de trou spatial dans ledit matériau laser tout en produisant de la lumière laser à ladite longueur d'onde prédéterminée; e) des moyens de polarisation disposés pour recevoir ladite lumière à ladite longueur d'onde prédéterminée à partir dudit matériau à effet laser; et f) des moyens de génération de second harmonique, disposés pour recevoir ladite lumière laser polarisée et ayant des axes optiques qui sont orientés par rapport à ladite lumière polarisée pour accord de phase, afin de convertir ladite lumière laser polarisée en un harmonique de ladite longueur d'onde prédéterminée, ces moyens de production de second harmonique ayant une longueur qui produit un retard de phase qui est un multiple entier d'une demi-longueur d'onde de ladite lumière à ladite longueur d'onde

prédéterminée.

2 Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour engendrer le second harmonique sont réalisés en KTP et ont des axes optiques qui sont disposés à environ 450 par rapport à un axe de référence optique qui passe à travers lesdites extrémités dudit matériau à effet laser et qui sont disposées dans un plan qui est dans son ensemble

perpendiculaire audit axe de référence optique.

3 Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite longueur desdits moyens de génération du second harmonique est maintenue en contrôlant sa température pour fonctionner en tant que lame demi-onde

à ladite longueur d'onde prédéterminée.

4 Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour éliminer substantiellement le brûlage de trou spatial comprennent deux lames quart-d'onde, qui sont disposées au voisinage des extrémités opposées dudit matériau à effet laser, lesdites lames d'onde ayant des axes optiques qui sont généralement perpendiculaires à l'axe de la cavité formé par ledit miroir d'entrée et ledit coupleur de sortie. Laser selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour réduire la lumière se dirigeant vers l'arrière à ladite longueur

d'onde d'harmonique.

6 Un laser caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: a) un matériau à effet laser qui émet de la lumière laser à une longueur d'onde prédéterminée en réponse à un rayonnement de pompage optique à partir de moyens à diode-laser et qui comporte deux extrémités opposées à travers lesquelles un axe de référence optique est disposé; b) des moyens de miroir, disposés entre une extrémité dudit matériau à effet laser et lesdits moyens à diode-laser et ledit axe de référence, pour transmettre au moins une partie du rayonnement de pompage optique à ladite extrémité dudit matériau optique pour réfléchir substantiellement la lumière laser à ladite longueur d'onde prédéterminée dans ledit matériau à effet laser; c) des moyens de réflecteur polarisant, adjacents à l'autre extrémité du matériau à effet laser, pour polariser ladite lumière laser émise à partir dudit matériau à effet laser, pour réfléchir substantiellement ladite lumière laser polarisée selon un trajet lumineux qui forme un angle avec ledit axe de référence optique et pour laisser passer à travers au moins une partie de la lumière laser à un harmonique de ladite longueur d'onde prédéterminée; d) des moyens de génération de second harmonique, ayant une longueur effective qui est un multiple entier de la moitié de ladite longueur d'onde prédéterminée de ladite lumière laser, pour recevoir de la lumière polarisée à partir des moyens de réflecteur polarisant et convertir cette lumière laser polarisée en ladite lumière laser à un harmonique de ladite longueur d'onde prédéterminée, dans lequel lesdits moyens de production du second harmonique sont caractérisés par deux indices de réfraction pour une direction donnée de propagation; et e) un miroir disposé le long dudit trajet de lumière pour sensiblement réfléchir la lumière laser en provenance desdits moyens de production de second harmonique en relation de phase avec ladite lumière en provenance dudit matériau à effet laser et vers lesdits

moyens de réflecteur de polarisation.

7 Laser selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit miroir comprend un revêtement réflecteur sur une extrémité desdits moyens de génération de l'harmonique. 8 Laser selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de réflecteur polarisant sont constitués par un miroir courbe. 9 Laser selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens, disposés le long dudit axe de référence et équivalant à deux lames quart-d'onde biréfringentes ayant des axes optiques qui sont à angle droit avec ledit axe de référence, pour

former un filtre de Lyot.

Laser caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison:

a) des moyens à barreau de laser non-

biréfringents pour émettre de la lumière laser à une longueur d'onde prédéterminée en réponse à un rayonnement de pompage optique et qui comportent deux extrémités opposées qui définissent un axe de référence optique; b) un miroir d'entrée pour transmettre au moins une partie dudit rayonnement de pompage optique à une extrémité desdits moyens à barreau laser et pour réfléchir substantiellement de la lumière à ladite longueur d'onde prédéterminée en direction d'une extrémité des moyens à barreau laser; c) des moyens à lame de Brewster, disposés le long dudit axe de référence optique, pour polariser ladite lumière à ladite longueur d'onde prédéterminée; d) des moyens de production de second harmonique biréfringents disposés le long dudit axe de référence optique pour recevoir ladite lumière polarisée et la convertir en un harmonique de ladite longueur d'onde prédéterminée; e) deux lames quart-d'onde qui sont disposées au voisinage desdites extrémités opposées desdits moyens à barreau laser et qui ont des axes optiques qui sont alignés relativement l'un à l'autre pour fonctionner, avec lesdits moyens à lame de Brewster, comme un filtre de Lyot; f) des moyens pour maintenir la température des moyens de production de second harmonique pour fonctionner, avec ladite lame de Brewster en tant que second filtre de Lyot; et g) un miroir de sortie disposé le long dudit axe de référence optique, pour réfléchir substantiellement la lumière laser à ladite longueur d'onde prédéterminée vers lesdits moyens à lame de Brewster et pour laisser passer au moins une partie de ladite lumière audit harmonique de ladite longueur

d'onde prédéterminée.

11 Laser à fréquence unique, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: un matériau à effet laser non-biréfringent qui émet du rayonnement laser à une longueur d'onde fondamentale dans une cavité optique en réponse à une source de rayonnement de pompage optique; des moyens d'élimination de brûlage de trou spatial, disposés adjacents aux extrémités dudit matériau à effet laser, pour éliminer substantiellement le brûlage de trou spatial dans ladite cavité; et des moyens à filtre de Lyot, dans ladite cavité, pour polariser monochromatiquement la lumière laser émise par ledit matériau à effet laser et pour convertir au moins une partie de ladite lumière laser polarisée en lumière à sensiblement une longueur d'onde harmonique. 12 Laser selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens d'élimination de brûlage de trou spatial comprennent: une lame quart-d'onde disposée à une extrémité dudit matériau à effet laser; et une lame quart-d'onde essentiellement identique qui est disposée à l'extrémité opposée dudit

matériau à effet laser.

13 Laser selon la revendication Il ou 12, caractérisé en ce que lesdits moyens à filtre de Lyot comprennent: des moyens de polarisation pour polariser la lumière le long d'une direction de polarisation; et un matériau de doublement de fréquence, biréfringent et accordé en phase et dont les axes sont positionnés à angles aigus avec ladite direction de polarisation établie par lesdits moyens de polarisation, ladite lame quart- d'onde ayant des axes rapides qui sont disposés à un angle avec ladite direction de polarisation, ledit matériau de doublement de fréquence biréfringent ayant une longueur effective égale à un multiple entier de la moitié de la longueur d'onde de ladite lumière à ladite longueur d'onde

fondamentale.

14 Laser selon la revendication 13, caractérisé en ce que le matériau doubleur de fréquence biréfringent est accordable en température pour fonctionner en tant qu'un multiple entier de la moitié de la longueur d'onde de ladite lumière à ladite

longueur d'onde fondamentale.

Laser selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite source est une diode laser et en ce qu'il comprend en outre: des moyens pour contrôler la température dudit matériau doubleur de fréquence biréfringent; et des moyens pour contrôler la

température de ladite diode laser.

16 Laser selon la revendication 15, caractérisé en ce que la température de ladite diode laser est contrôlable séparément de la température dudit matériau biréfringent. 17 Un procédé pour produire de la lumière verte ou bleue à essentiellement une fréquence unique, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant

à:

a) disposer un barreau laser dans une cavité optique qui est formée par deux miroirs et qui définit un axe de référence; b) pomper ledit barreau au moyen de diodes laser pour produire de la lumière à une longueur d'onde dans l'infrarouge ou dans l'infrarouge proche; c) polariser ladite lumière en provenance dudit barreau le long d'une direction de polarisation; d) utiliser un cristal doubleur de fréquence pour convertir ladite lumière polarisée-en lumière dont la longueur d'onde est environ la moitié de la longueur d'onde de ladite lumière en provenance dudit barreau, ledit cristal ayant des axes optiques qui sont disposés pour accord de phase par rapport à ladite direction de polarisation; et e) maintenir ledit cristal à une température telle qu'il produise un déphasage qui est un multiple entier de la moitié de la longueur d'onde de ladite

lumière polarisée en provenance dudit barreau.

18 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la phase consistant à éliminer le brûlage de trou spatial dans ledit barreau en disposant une lame quart-d'onde adjacente à chaque extrémité dudit barreau et en positionnant les deux

lames à angle droit par rapport à l'axe de référence.

19 Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la phase (c) est réalisée en utilisant une lame généralement transparente qui est disposée dans un plan qui est à l'angle de Brewster par rapport audit

axe de référence.