FR2742591A1 - Emetteur multispectral a source laser etat solide pompe par diode laser et utilisation d'un tel emetteur pour la detection active et la projection couleur - Google Patents

Abstract

L'émetteur multispectral à source laser selon l'invention comporte au moins une diode laser (1) de pompe montée sur une embase (2) et émettant un faisceau projeté sur une cavité laser (4) par un dispositif d'adaptation (3). La cavité laser comporte un miroir d'entrée (6) et un miroir de sortie (7) et abrite un cristal amplificateur dopé (3). Le miroir de sortie (7) est traité pour que la cavité laser (4) émette en sortie au moins deux raies de longueurs d'ondes prédéterminées qui, par injection en sortie du miroir (7) dans un système à milieux non-linéaires (8) de structure adaptée, se combinent pour fournir des raies utiles pour certains utilisateurs. Application en contre-mesure optronique et en imagerie couleur.

Description

Emetteur multispectral à source laser état solide pompé par diode laser et

utilisation d'un tel émetteur pour la détection active et la projection couleur. Le domaine de l'invention se rapporte aux lasers état solide, et plus particulièrement aux lasers état solide pompés par une ou plusieurs

diodes laser.

L'objet de l'invention concerne un émetteur multispectral à source laser état solide pompé par diode laser dont l'émission se fait sur certaines raies discrètes déterminées et l'utilisation d'un tel émetteur

pour la détection active et la projection couleur suivant les raies choisies.

Le problème à résoudre est en effet de pouvoir disposer d'un émetteur capable de produire simultanément plusieurs raies à des intensités adaptées pour permettre la mise en oeuvre d'applications très différentes, aussi bien dans des systèmes de détection active (lidar) ou de contre-mesures optroniques, que dans des dispositifs de projection couleur. Jusqu'à présent, les émetteurs multispectraux à source laser présentaient peu d'intérêt du fait d'une efficacité et d'une fiabilité très réduite. Les publications, telles que IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 27 n 10 (1991) 2315, ou Chinese Physics Letters, Vol. 7, n 4 (1990) 174, ou encore Soviet Journal of Quantum Electronics, 19 (4), Avril 1989, ont mis en évidence les limitations du pompage par flash de ces lasers pour les applications multispectrales. En particulier, le rendement électrique optique sur chaque raie produite par ce type de

pompage est très faible, généralement inférieur à 0,5 %.

De tels systèmes nécessitent donc l'utilisation de puissances de pompage importantes, de l'ordre de plusieurs dizaines de joules. De telles puissances sont à la limite des possibilités des lampes flash et des seuils de dommage des cristaux amplificateurs. Ces limitations excluent la production de certaines paires de raies de sections efficaces trop faibles pour être exploitées. Par exemple, ce type de pompage permet, dans des conditions qui restent critiques, d'émettre simultanément des raies à 1,06 pm et 1,319 pm pour le cristal laser de base Yag/Nd,

Grenat d'oxyde d'Aluminium et d'Yttrium dopé au Néodyme).

D'autre part, les lasers état solide à pompage optique par diodes laser présentent un rendement et une fiabilité nettement supérieures aux mêmes sources laser pompées par lampe flash. Ces lasers délivrent, une raie spectrale à une longueur d'onde discrète comprise entre 0,939 Im à 1,444 pm suivant la bande spectrale passante du miroir de sortie mis en oeuvre avec des rendements électrique et optique de l'ordre de 10 %, par exemple pour la raie à

1.064 Jm..

Afin d'obtenir des raies simultanées à partir de lasers pompés par diode, une solution consiste à utiliser une diode laser comme laser de pompe et plusieurs lasers secondaires pompés par la diode laser, chacun des lasers secondaires délivrant une raie spécifique. Une telle solution, décrite par exemple dans le brevet Fr 2 655 435 présente des inconvénients de fiabilité, de coût et d'encombrement liés à l'utilisation de plusieurs lasers et d'éléments optiques pour conjuguer les lasers à la

diode de pompe.

L'invention propose un émetteur capable de fournir simultanément des raies spectrales discrètes dans un domaine très large, allant du visible à l'infrarouge, les moyens mis en oeuvre permettant de sélectionner simplement au moins deux de ces raies en fonction de l'utilisation envisagée, avec un bon rendement en puissance, un coût relativement faible, une grande fiabilité et un encombrement réduit. L'une des utilisations concerne la contre-mesure par production de raies laser dont la détection sera interprétée de manière erronée par un système d'armes détecteur. Une telle source est également utile par exemple pour les systèmes de détection infrarouge active (appelés généralement LIDAR) Une autre utilisation concerne par ailleurs la production de raies

adaptées à la projection couleur.

L'invention repose sur la détermination de la réflexion du miroir de sortie de la cavité laser en fonction de la longueur d'onde des raies susceptibles de sortir de la cavité, et sur un traitement adéquat du miroir de sortie pour adapter sa réflexion à la transmission de certaines raies

choisies en fonction de l'utilisation visée.

La détermination de la réflexion du miroir de sortie en fonction de la longueur d'onde d'une raie à émettre résulte préférentiellement de I'étude des équations de population des niveaux électroniques du milieu amplificateur en fonction du pompage. La résolution de ces équations conduit alors à une relation d'équilibre qui dépend des caractéristiques du milieu laser utilisé et de la cavité laser, en particulier de la réflexion du

miroir de sortie.

Plus précisément, l'objet de l'invention concerne un émetteur multispectral à source laser état solide comportant une cavité résonnante munie d'un miroir d'entrée, d'un miroir de sortie et d'un barreau de matériau laser dopé comme milieu amplificateur, le matériau étant pompé par au moins une diode laser pour délivrer à partir d'une onde de pompe plusieurs ondes discrètes, caractérisé en ce que le miroir de sortie est traité pour procurer à ce miroir, par filtrage interférentiel, un coefficient de réflexion ayant des valeurs prédéterminées pour les longueurs d'onde des ondes délivrées par le barreau laser sous forme de raies, sélectionnant l'émission d'au moins deux de ces raies en sortie de la

cavité.

L'invention concerne également l'utilisation d'un tel émetteur en contremesure pour fournir des raies inattendues à un système de détection adverse, et en projection couleur pour fournir les raies classiques bleu, vert, rouge de l'imagerie couleur. Un système à un ou plusieurs cristaux de type non-linéaires conjugués optiquement à la sortie du laser solide et combinés selon une certaine structure permet d'obtenir

les raies souhaitées pour l'utilisation visée; la structure du système non-

linéaire est agencée de telle sorte que les interactions additives ou soustractives des ondes sortant du laser, induites par ladite structure,

conduisent à l'obtention des raies souhaitées.

Différents modes de réalisation sont décrits ci-après. Ils se distinguent: - par le type de pompage utilisé, les diodes étant disposées longitudinalement ou transversalement par rapport à l'axe optique de la cavité laser; - par la position du système à cristaux non- linéaires, ce système pouvant être à l'intérieur ou à l'extérieur de la cavité laser résonnante; - par le mode de fonctionnement de la cavité résonnante laser, soit en régime continu, soit en régime déclenché à impulsion courte et intense (régime "Q-Switch' en terminologie anglo- saxonne), ce dernier régime étant obtenu par interposition d'un dispositif interrupteur dans la

cavité laser.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture

de la description qui suit, accompagnée des figures annexées qui

représentent respectivement: - les figures 1 à 3, trois schémas en coupe correspondant à trois exemples de réalisation de l'émetteur selon l'invention, mettant en oeuvre un pompage par diodes laser disposées longitudinalement et, respectivement, un système à cristaux non-linéaires extérieur à la cavité laser, intégré à la cavité laser, et intégré à cette cavité en couplage avec un miroir à réflexion partiel; - la figure 4, un exemple d'émetteur vu en coupe perpendiculairement à l'axe optique de pompage par diodes laser disposées transversalement dans la cavité laser; - la figure 5, un tableau indiquant l'ensemble des longueurs d'onde pouvant être obtenues à partir de l'addition, du doublage ou soustraction en fréquence de deux des sept raies émises par un cristal YAG/Nd; - la figure 6, un exemple de mise en oeuvre du dispositif selon

la figure précédente utilisé comme projecteur couleur.

Un premier mode de réalisation de l'émetteur selon l'invention est illustré par l'exemple de mise en oeuvre de la figure 1. Dans cet

exemple, un laser à état solide est pompé par une diode laser.

Classiquement, une diode laser 1 montée sur une embase 2 et disposée longitudinalement selon un axe optique X'X, émet un faisceau F à une longueur d'onde de pompe kp pour pomper longitudinalement un milieu amplificateur laser 3 inséré dans une cavité résonnante 4. Le milieu amplificateur est constitué par exemple par un barreau de cristal de YAG dopé par des ions Nd, inséré dans une cavité résonnante 4. Le faisceau de pompe est focalisé dans le cristal laser par l'intermédiaire d'un dispositif lentille d'adaptation 5 incluant des lentilles et un anamorphoseur. La diode laser peut être une association de barrettes empilées en GaAs/GalnP/GalnAsP sur un substrat de silicium. Cet empilement émet à 0,808 lm, longueur d'onde de pompe propre à l'ion Nd utilisé pour élever les électrons de cet ion d'un niveau fondamental à

un niveau d'énergie supérieur.

La cavité laser présente une surface d'entrée 6 et une surface de sortie 7, ces deux surfaces étant distantes d'une longueur égale ou non à la longueur du milieu amplificateur et fonction du type de fonctionnement de l'émetteur laser La surface d'entrée 6 est traitée optiquement par dépôt de couches filtrantes multidiélectriques; ce dépôt forme un miroir d'entrée ayant un coefficient de réflexion minimal pour la longueur d'onde du faisceau de pompe provenant du dispositif 5, et un coefficient de réflexion maximal aux différentes longueurs d'onde laser obtenues lorsque les électrons des ions Nd passent de l'état d'énergie supérieur à différents états d'énergie inférieurs avant de revenir

à l'état fondamental.

Selon l'invention, la face de sortie 7 de la cavité laser est traitée de façon à constituer un miroir permettant de réaliser, en sortie de la cavité, une sélection de raies entre les différentes raies laser r obtenues par pompage du matériau. Un tel traitement consiste à déposer sous vide, par exemple sur un substrat de silice, plusieurs couches de matériaux diélectriques dont le nombre et l'épaisseur sont adaptés à la sélection de deux, voire de trois longueurs d'onde. Ces couches multidiélectriques agissent par filtrage interférentiel. La fabrication de tels filtres interférentiels, à base d'oxydes métalliques, est connue de l'Homme de l'Art et permettent par exemple de sélectionner deux raies ra et rb de longueur d'onde la et Xb. L'utilisation d'un miroir de sortie ainsi traitée permet la prédétermination de la sélection de raies à effectuer, établie en fonction de l'utilisation envisagée; une telle

prédétermination est décrite plus loin.

En sortie de la cavité laser, les faisceaux de raies sélectionnées ra et rb, correspondant par exemple aux longueurs d'onde la et Xb, se dirigent vers un système optique non-linéaire 8 constitué de plusieurs milieux non-linéaires conjugués optiquement par l'intermédiaire de miroirs partiellement réfléchissants, ces milieux pouvant être, par exemple, des cristaux de KTIOPO4, KnbO3, BaB204 (appelé BBO), LiB3 05 (appelé LBO). La structure du système optique mis en oeuvre est prédéterminée afin que les raies laser sélectionnées sortant de la cavité laser forment,

par effet non linéaire optique et selon l'angle d'attaque des cristaux non-

linéaires, des raies Xe de longueur d'onde utiles pour l'utilisation envisagée. Un exemple de structure d'un tel système optique est donné également plus loin, en liaison avec la prédétermination de raies laser à

sélectionner.

L'ensemble ainsi décrit fonctionne en mode continu; il peut également fonctionner en mode déclenché (ou "Q-switch" en terminologie anglosaxonne) afin d'obtenir une puissance crête élevée (par exemple plusieurs mégawatts) avec un largeur d'impulsion laser très courte (par exemple 10 nanosecondes). De telles conditions sont créées en mettant en oeuvre un commutateur 9 qui bloque la sortie de l'émission laser, et permet d'obtenir une très forte inversion de population des ions de dopage vers l'état d'énergie supérieur. Un tel

commutateur est constitué par exemple par un modulateur électro-

optique ou acousto-optique commandé en tension. Le blocage est réalisé par une mise en tension adaptée pendant un temps déterminé en

fonction de la largeur et de l'intensité des impulsions souhaitées.

L'emplacement du système non-linéaire 8 dépend de son encombrement et/ou du nombre de raies que l'on désire obtenir. Sur la figure 1, le système optique 8 est disposé à l'extérieur de la cavité résonnante 4, c'est-à-dire à l'extérieur du miroir de sortie 7. Les raies de longueurs d'ondes La et Lb sont injectées à l'entrée du système 8 qui

délivre en sortie les raies re de longueur d'onde le désirées.

Sur la figure 2, qui diffère de la figure 1 par l'emplacement du système non-linéaire, le système non-linéaire 8 est intégré à la cavité laser résonnante 4 entre le commutateur Q-Switch 9 et le miroir de sortie 7. Toutes les raies désirées re traversent le miroir de sortie 7. La longueur de la cavité peut être éventuellement adaptée pour intégrer des

systèmes non-linéaires plus ou moins encombrants.

La figure 3 montre une variante de réalisation de la cavité précédente intégrant le système non-linéaire 8. Dans cette configuration, un coudage optique X'X est réalisable classiquement à l'aide d'un miroir partiellement réfléchissant 10 qui réfléchit les raies issues du commutateur 9 et qui transmet les raies re de longueurs d'onde le réfléchies par le miroir de sortie 7. Cette variante permet de délivrer, d'une part, les raies re de longueur d'onde Le pour une première application et, d'autre part, les raies de base ra et rb sélectionnées par le

miroir de sortie 7, pour une seconde application.

L'obtention d'un niveau de puissance plus élevé que celui obtenu par un pompage longitudinal, tel que celui illustré par les figures 1 à 3, est rendu possible par la mise en oeuvre d'un pompage transverse du cristal amplificateur. Un tel pompage, représenté en coupe sur la figure 4 perpendiculairement à l'axe optique, permet d'exciter le barreau amplificateur 3 à l'aide par exemple de trois diodes laser (11, 12, 13) disposées à 120 autour du barreau 3. et fixées sur une embase circulaire 2' et constituées classiquement de barrettes semi- conductrices ou d'empilements de barrettes. Dans cet exemple de réalisation, la cavité laser, le barreau de cristal laser (de diamètre 3 mm), et chaque diode laser ont, pour longueur respective, 25 cm, 20 mm et 10 mm. En se limitant au seul mode continu, le commutateur Q-Switch 9 n'est pas

utile, et la longueur de la cavité laser peut alors être réduite à 9,85 cm.

Afin de déterminer le traitement que doit subir le miroir de sortie pour que seules les raies utiles soient émises ainsi que les niveaux de puissance devant être alors obtenu, il faut distinguer entre l'étude des équations de population du cristal laser en mode continu et en mode déclenché. En mode continu, il est possible d'utiliser un formalisme d'équations de population tel que celui développé par Koechner, exposé dans son ouvrage intitulé "Solid State Laser Engineering", édité par Springer, Berlin, 1987. La résolution de ces équations conduit, dans le cas d'un système laser à émission de raies multiples, à une relation d'équilibre qui dépend des pertes # subies par réabsorption du rayonnement dans la cavité, I'importance de ces pertes étant liée aux caractéristiques du cristal laser et de la cavité laser. Pour des valeurs données relatives à ces caractéristiques, le coefficient de réflexion R du miroir de sortie et les sections efficaces ai des raies simultanément émises aux longueurs d'onde ki, i variant de 1 à n, classées selon un ordre de grandeur décroissant sont liées par la relation 1 ai i in ---- - 1) + iln I R(,) an R (Ai) Le rayonnement obtenu ne peut contenir que les raies de longueurs d'onde ki pour lesquelles le coefficient de réflexion R ( Xi) vérifie la relation I. Comme indiqué plus haut, il est possible de traiter le miroir de sortie de telle sorte qu'il possède deux valeurs de réflectivité

données, pour deux valeurs de longueur d'onde données.

Un tel traitement permet donc de vérifier la relation I pour ces deux valeurs du coefficient de réflexion, correspondant par exemple aux deux longueurs d'onde utile ka et Lb, sans qu'elle le soit pour les autres valeur de R correspondant aux autres longueurs d'onde émis par

le cristal laser.

D'autre part, la puissance de sortie d'une raie émise pour le cristal laser à la longueur d'onde Xi a pour valeur: P(ii) = 1-R( i) n (pel _ p) II n - lnR(Ai) Ai avec pel = puissance électrique fournie pth = puissance électrique de seuil q = rendement de pompage A titre d'exemple, pour un barreau cristal laser YAG dopé au Néodyme de longueur 4 mm situé dans une cavité de longueur 9,85 cm, les valeur de coefficient de réflexion du miroir de sortie ont été choisies égales à 27,3 % et 94,0 % pour, respectivement, les raies de longueurs d'onde 1,064 pm et 1,444 pm. Les valeurs des rendements optiques ropt des raies obtenues dans ces conditions, pour différentes puissances optiques d'entrée Popt fournies par les diodes de pompage, vérifient la relation Il Ces valeurs sont rassemblées dans le tableau suivant: P0pt (Watt) Irot (1,064) % ropt (1,444) % root Total (%)

1,0 4,3 11,6 15,9

1,5 11,4 12,3 23,7

3 18,3 13,0 31,3

En régime déclenché, une relation d'équilibre ne peut s'établir et les équations de population d'un système laser à émission de raies multiples n'ont pas de solution explicite. Le calcul des coefficients de réflexion n'étant donc pas directement accessible, il est nécessaire de procéder à une optimisation numérique de la résolution des équations à

l'aide d'une programmation classique adaptée.

Ainsi dans le cas du barreau laser de YAG/Nd de longueur 20 mm dans une cavité de longueur 25 cm, telle que celle illustrée à la figure 4, le miroir de sortie est traité pour que son coefficient de réflexion ait pour valeur, respectivement, 7,8 % et 93,0 % aux raies de longueurs d'onde 1,064 pm et 1,319 im. Dans ces conditions et à l'aide d'une puissance de pompage de 360 W crête fournie pendant 200 ps, soit une énergie de 72 mJ, les largeur à mi-hauteur At des raies délivrées et les valeurs des rendements optique ropt obtenus pour ces impulsions sont rassemblées dans le tableau suivant: Raie (/pm) At (ns) root (%) rot global (%)

1,064 12 2 8,5

1,319 27 6,5

Il est à noter que les pics de puissance des impulsions délivrées en mode déclenché ne sont pas simultanés dans le temps, les impulsions sortant par section efficace décroissante. Afin d'exploiter les impulsions émergeant de la cavité laser en mode déclenché, il convient

alors d'harmoniser en temps et en phase les différentes impulsions.

L'harmonisation en temps peut être obtenue par la traversée de chemins optiques de longueur différente à l'aide de prismes ou de miroirs sélectifs. Un ajustement en phase de l'état de polarisation des impulsions est réalisable classiquement par l'utilisation de milieux biréfringents sur

ces chemins optiques.

Ainsi, que ce soit en mode continu ou déclenché, un laser état solide mis en oeuvre dans les conditions décrites plus haut est capable

d'émettre simultanément au moins deux raies cohérentes.

La sélection parmi l'ensemble des raies émises par un cristal laser donné est opérée en fonction des possibilités de conversions en fréquence de ces raies (et donc en longueurs d'onde) et de l'utilisation prévue en mettant en oeuvre, comme annoncé plus haut, un système non- linéaire adapté. Par injection du faisceau multiraies délivré par le cristal laser ou par le miroir de sortie, selon l'un ou l'autre des exemples de réalisation décrits plus haut, dans le système à cristaux non-linéaires, il est alors possible de réaliser un émetteur multispectral, dans un large domaine spectral, par mélanges additifs et/ou soustractifs de fréquences

à partir de ce seul faisceau multiraies.

De tels mélanges sont obtenus de manière connue par interaction non linéaire optique induisant une polarisation quadratique dans des structures-non linéaires. Ces structures peuvent être des doubleurs de fréquence ou des oscillateurs optiques paramétriques intégrant des cristaux non-linéaires. L'interaction est de type additif ou 1l soustractif suivant les orientations respectives des faisceaux

interagissant et du milieu non linéaire optique.

En considérant, par exemple, le cas des sept principales raies (1,064 pm; 1,052 m; 1,338 m; 1,319 im; 0,939pm; 1,112 pm; 1,444 pm) délivrées par le laser YAG/Nd utilisé dans les conditions décrites plus haut, I'ensemble des longueurs d'onde des raies pouvant être obtenues par addition E en fréquence, par doublage de deux fréquences identiques, et par soustraction A en fréquence de deux des sept raies fondamentales, est indiqué dans le tableau représenté à la figure 5. Ce tableau présente deux groupes de valeurs de longueurs d'onde, celles obtenues par addition 2 se trouvant dans un triangle supérieur droit TD, celles obtenues par différence A sont insérées dans un 'triangle" inférieur gauche TG, et celles obtenues par doublage se trouvent sur une diagonale séparant TD de TG (les "triangles" présentant

des hypoténuses en marches d'escalier).

Le domaine spectral couvert est donc très large allant du bleu

(0,47 pm) jusqu'à l'infrarouge lointain (près de 100 pm).

Une utilisation en contre-mesure optronique peut être mise en oeuvre en couplant un oscillateur paramétrique optique à une autre structure nonlinéaire de sommation ou de soustraction de fréquences: les raies discrètes délivrées par l'oscillateur sont rendues "agiles" par

variation de l'angle 0 entre l'onde incidente et l'axe optique du cristal.

Les raies finalement obtenues sont différentes de celles habituellement utilisées (raies du laser rubis, du laser YAG/Nd ou du laser YAG/Nd doublé en fréquence). Ceci conduit nécessairement à une interprétation erronée de la détection de telles raies "inattendues" par un système détecteur classique non protégé par un dispositif filtrant à la longueur

d'onde d'éclairement. Les applications d'une telle utilisation en contre-

mesure concernent les systèmes de détection actif (LIDAR), les télémètres infrarouges, les imageurs, les détecteurs de polluant atmosphérique, Une autre utilisation fondamentale concerne la projection en imagerie couleur. Un émetteur RVB (Rouge, Vert, Bleu) peut être réalisée selon l'invention à partir d'une seule cavité laser bi-raies rl et r2 émettant aux longueurs d'onde 1,064 pm et 1,444 pm. La figure 6 représente la structure du système non-linéaire mis en oeuvre pour cette utilisation, en combinaison avec une cavité laser YAG/Nd pompé

transversalement par trois diodes laser (telle que celle de la figure 4).

Cette structure comprend: - un premier miroir 14 qui prélève une partie de la raie laser r1 ( à 1,064 pm) pour l'injecter dans un doubleur de fréquence 15, afin de délivrer un faisceau formant une raie verte V à 0, 532 pm (le vert de référence pour la télévision est situé entre 0,535 et 0,546 pm). Un coudage optique supplémentaire à l'aide d'un miroir 16 permet de redresser le faisceau V; - un sommateur 17 pour fournir une raie rouge R à 0,613 pm (le rouge de référence TV se situe entre 0,610 et 0,700 ipm) par sommation des raies r et r2; - deux miroirs 18 et 19 qui prélèvent une partie des raies r1 et r2 pour sommer les raies r1 et la raie r2, préalablement doublée dans le doubleur 20, par injection dans un sommateur 21; cette sommation donne alors une raie bleue B à 0,468 pm (le bleu de référence est dans la fourchette 0,435 - 0,460 pm). Un coudage optique peut être obtenu par

la présence d'un miroir additionnel 22.

Afin de respecter les intensités relatives des trois raies fondamentales utilisées en télévision (R à 70 %, V à 20 % et B à 10 %) il convient d'ajuster les puissances des raies r1 et r2, délivrées par le laser YAG/Nd, les efficacités des différents doubleurs et oscillateurs mis en oeuvre et les coefficients de réflexion des miroirs 14, 18 et 19. Cet

ajustement est à la portée de l'Homme de l'Art.

L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés: - la mise en oeuvre d'un laser YAG/Nd en régime déclenché par incorporation d'un commutateur optique tel qu'illustré à la figure 4, peut être réalisée non seulement avec le système non-linéaire disposé à l'extérieur de la cavité laser (tel qu'illustré par la figure 1), mais également lorsque le système est inséré dans la cavité selon l'un des exemples de réalisation illustré à la figure 2 ou 3; - I'invention peut utiliser d'autres dopants ou d'autres milieux laser que le cristal YAG/Nd pompé à 0,808 Ipm, par exemple l'ion de dopage holmium (Ho) dans une matrice YAG ou YLF (c'est-à-dire le cristal LiYF4) ou un milieu laser à dopage mixte (Nd-Ho), pompé à 0,780 pm ou à 0,532 pm par un laser YAG doublé en fréquence. Dans ces conditions d'autres raies discrètes, dont les longueurs d'onde s'échelonnent entre 1,392 pm à 3, 914 im), peuvent être émise et combinées deux à deux, par addition ou soustraction, pour obtenir une nouvelle série de raies (de manière analogue à celle obtenue dans le

tableau représenté sur la figure 5).

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 - Emetteur multispectral à source laser état solide comportant une cavité laser résonnante (4) composée notamment d'un miroir d'entrée (6), d'un miroir de sortie (7) et d'un barreau de matériau laser dopé (3) comme milieu amplificateur, le matériau étant pompé par au moins une diode laser (1) pour délivrer, à partir d'une onde de pompe, plusieurs ondes discrètes, caractérisé en ce que le miroir de sortie (7) est traité pour procurer à ce miroir, par filtrage interférentiel, un coefficient de réflexion ayant des valeurs prédéterminées pour les longueurs d'onde des ondes discrètes délivrées par le barreau laser (3) sous forme de raies, sélectionnant l'émission d'au moins deux raies en sortie de la

cavité (4).

2 - Emetteur multispectral selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement du miroir de sortie (7) consiste à déposer sous vides des couches diélectriques dont le nombre et l'épaisseur procurent à ce miroir un coefficient de réflexion R(Xi) dont les valeurs vérifient, pour les longueurs d'onde Xt des raies sélectionnées et délivrées en sortie de la cavité (4), la relation suivante i In - / (- - 1) + Oi ln R(Àz) an an R (fi) et en ce que les valeurs du coefficient de réflexion R ne vérifient pas cette relation pour les longueurs d'onde Xt des raies non sélectionnées.

3 - Emetteur multispectral selon les revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que la cavité résonnante (4) comporte un commutateur optique (9), disposé entre le cristal laser amplificateur (3) et le miroir de sortie (7) qui, sous tension pendant une durée déterminée, bloque l'émission laser pendant cette durée puis déclenche l'émission d'une

impulsion.

4 - Emetteur multispectral selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la cavité (4) est couplée optiquement à un système non-linéaire (8) comportant plusieurs milieux non-linéaires combinés optiquement par des éléments partiellement réfléchissants, pour former, par addition et/ou soustraction fréquentielle des raies émises par le cristal laser (3), des raies (Xe) de longueurs d'onde prédéterminées. Emetteur multispectral selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système non-linéaire (8) est disposé en sortie de la cavité résonnante (4) pour que les raies émises par le cristal laser (3) soient injectées dans le système non linéaire (8) après traversée du miroir de

sortie (6).

6 - Emetteur multispectral selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système non-linéaire (8) est disposé dans la cavité résonnante (4), les raies émises par le cristal laser (3) étant ainsi injectées dans le système non-linéaire (8) avant traversée du miroir de

sortie (6).

7 - Emetteur multispectral selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système non-linéaire (8) est disposé, dans la cavité

résonnante (4), entre le miroir de sortie (7) et le cristal laser (3).

8 - Emetteur multispectral selon l'une des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le pompage est effectué de manière longitudinale par une diode laser montée à l'extérieur de la cavité laser (3) selon l'axe optique (X'X) de la cavité (4), le faisceau de pompe étant transporté par un dispositif d'adaptation (5) disposé entre la diode (1) et

le cristal laser (3).

9 - Emetteur multispectral selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que le pompage est effectué de manière transverse par des diodes laser (10, 11, 12) disposées autour du barreau de cristal laser (3). - Utilisation d'un émetteur multispectral selon l'une des

revendications 4 à 9, pour provoquer des contre-mesures en détection

active, caractérisé en ce que le système non-linéaire (8) comporte un oscillateur paramétrique optique couplé à une structure non-linéaire de soustraction ou d'addition fréquentielle, pour émettre des raies de longueur d'onde différentes des longueurs d'onde des raies

habituellement utilisées en détection infrarouge.

11 - Utilisation d'un émetteur multispectral selon l'une des revendications 4 à 9, pour la projection couleur, caractérisé en ce que le

cristal laser est un YAG/Nd, en ce que le miroir de sortie (7) est traité pour émettre deux raies (rl, r2) et en ce que le système non- linéaire (8)5 comporte au moins deux doubleurs de fréquence (15,20) et deux systèmes paramétriques optiques (17,21).