FR2877444A1 - DEVICE FOR THE PROGRAMMABLE CONTROL OF THE AMPLITUDE AND THE SPECTRAL PHASE OF LIGHT PULSES FROM AN OPTICAL MIXER - Google Patents

DEVICE FOR THE PROGRAMMABLE CONTROL OF THE AMPLITUDE AND THE SPECTRAL PHASE OF LIGHT PULSES FROM AN OPTICAL MIXER Download PDF

Info

Publication number
FR2877444A1
FR2877444A1 FR0411703A FR0411703A FR2877444A1 FR 2877444 A1 FR2877444 A1 FR 2877444A1 FR 0411703 A FR0411703 A FR 0411703A FR 0411703 A FR0411703 A FR 0411703A FR 2877444 A1 FR2877444 A1 FR 2877444A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
aforesaid
amplitude
pulses
phase
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0411703A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2877444B1 (en
Inventor
Daniel Kaplan
Pierre Tournois
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fastlite SARL
Original Assignee
Fastlite SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fastlite SARL filed Critical Fastlite SARL
Priority to FR0411703A priority Critical patent/FR2877444B1/en
Priority to PCT/FR2005/002705 priority patent/WO2006048541A1/en
Publication of FR2877444A1 publication Critical patent/FR2877444A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2877444B1 publication Critical patent/FR2877444B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/39Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Dispositif de contrôle programmable de l'amplitude et de la phase spectrale d'impulsions lumineuses en sortie d'un mélangeur optique (M) effectuant l'interaction colinéaire de signaux optiques issus de deux voies (V1, V2), comprenant :- sur les susdites voies (V1, V2), respectivement deux étireurs d'impulsions (S1, S2) allongeant les impulsions lumineuses brèves générées respectivement par deux sources lasers (L1, L2),- sur au moins l'une des susdites voies (V1, V2), un contrôleur programmable (P1, P2) de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs d'impulsions (S1, S2), et- en sortie du susdit mélangeur optique (M) un compresseur (C) des impulsions issues dudit mélange optique (M).Programmable control device for the amplitude and the spectral phase of light pulses at the output of an optical mixer (M) effecting the collinear interaction of optical signals coming from two channels (V1, V2), comprising: - on the said channels (V1, V2), respectively two pulse stretchers (S1, S2) lengthening the short light pulses generated respectively by two laser sources (L1, L2), on at least one of the aforesaid channels (V1, V2 ), a programmable controller (P1, P2) for controlling the amplitude and the phase of the signals originating from the aforesaid pulse stretchers (S1, S2), and at the output of the aforesaid optical mixer (M) a compressor (C ) pulses from said optical mixture (M).

Description

La présente invention concerne un dispositif pour le contrôle programmableThe present invention relates to a device for programmable control

de l'amplitude et de la phase spectrale d'impulsions lumineuses issues d'un mélangeur optique.  the amplitude and spectral phase of light pulses from an optical mixer.

Elle a plus particulièrement pour objet d'obtenir des impulsions de forte 15 énergie, à large bande spectrale, dont la durée, l'amplitude et le contenu en phase spectrale ou en fréquence sont programmables.  It is more particularly intended to obtain pulses of high energy, wide spectral band, whose duration, amplitude and content in spectral phase or frequency are programmable.

D'une façon générale, on sait que les sources lasers à impulsions permettent d'obtenir une grande variété de longueurs d'ondes différentes par des procédés d'optique non linéaire. Par exemple, une source de longueur d'onde interagissant dans un cristal non linéaire produira un faisceau lumineux de longueur d'onde moitié X/2 par doublage de fréquence. Plus généralement deux sources de fréquences col et w2 produiront un faisceau résultant de fréquence: w3 = w1+w2 et/ou un faisceau résultant de fréquence: w3 = kwl-w2l.  In general, it is known that pulsed laser sources make it possible to obtain a large variety of different wavelengths by nonlinear optical methods. For example, a wavelength source interacting in a non-linear crystal will produce a light beam of half-wavelength X / 2 by frequency doubling. More generally two sources of frequencies col and w2 will produce a resulting frequency beam: w3 = w1 + w2 and / or a resulting frequency beam: w3 = kwl-w2l.

Lorsque l'on dispose d'une source à impulsions, on peut réaliser une mise en forme temporelle des impulsions qui peut être décrite comme l'introduction d'une amplitude et d'un retard dépendant de la fréquence sur le spectre de la source. Dans la cadre des interactions optiques non linéaires, on peut envisager de réaliser cette opération par un procédé dit indirect , dans lequel la mise en forme est réalisée sur l'un des deux faisceaux d'origine et la mise en forme souhaitée est produite sur le faisceau résultant de l'interaction non linéaire. La difficulté inhérente à cette approche est que l'interaction optique non linéaire exige la simultanéité des deux impulsions, c'est à dire leur recouvrement temporel. Il est donc clair, que pour satisfaire à cette condition de recouvrement temporel, la mise en forme sera limitée à des retards de valeur inférieure à la durée de la plus longue des deux impulsions.  When a pulsed source is available, time pulse shaping may be performed which may be described as the introduction of frequency dependent amplitude and delay on the source spectrum. In the context of nonlinear optical interactions, it is conceivable to carry out this operation by an indirect method, in which the shaping is carried out on one of the two original beams and the desired shaping is produced on the beam resulting from the nonlinear interaction. The difficulty inherent in this approach is that the nonlinear optical interaction requires the simultaneity of the two pulses, ie their temporal overlap. It is clear, therefore, that to satisfy this time recovery condition, the shaping will be limited to delays of value less than the duration of the longer of the two pulses.

Il est possible de réduire cette contrainte en allongeant la durée de l'une au moins des impulsions par un dispositif dispersif qui produit un retard dépendant approximativement linéairement de la fréquence (dérive de fréquence). On produit alors une impulsion résultante en sortie du mélange non linéaire qui a également une dérive de fréquence et qui peut être comprimée ensuite par un dispositif dispersif présentant un retard en fonction de la fréquence opposé à celui de l'allongement. Les dispositifs pour réaliser ces fonctions d'allongement et de compression sont connus par ailleurs et utilisent en général des combinaisons de réseaux diffractifs ou de prismes dispersifs.  It is possible to reduce this constraint by extending the duration of at least one of the pulses by a dispersive device that produces a delay that depends approximately linearly on the frequency (frequency drift). A resulting pulse is then produced at the output of the non-linear mixture which also has a frequency drift and which can then be compressed by a dispersive device having a delay as a function of the frequency opposite to that of the elongation. The devices for performing these elongation and compression functions are known elsewhere and generally use combinations of diffractive gratings or dispersive prisms.

Cependant l'allongement des impulsions va réduire la puissance optique instantanée de celles-ci et va donc diminuer l'efficacité de l'interaction non linéaire. Une telle approche ne sera donc efficace que dans une configuration permettant un rendement de conversion élevé malgré l'augmentation de la durée des impulsions. Le rendement de conversion des interactions non linéaires est fortement déterminé par une condition d'accord de phase entre les deux faisceaux incidents et le faisceau résultant.  However, the elongation of the pulses will reduce the instantaneous optical power thereof and will therefore reduce the efficiency of the nonlinear interaction. Such an approach will therefore be effective only in a configuration allowing a high conversion efficiency despite the increase in the duration of the pulses. The conversion efficiency of nonlinear interactions is strongly determined by a phase matching condition between the two incident beams and the resulting beam.

En effet, le mélange de deux signaux optiques E1 et E2 dans un cristal optique non linéaire pour obtenir un signal de sortie E3 dont la fréquence w3 est la somme ou la différence des fréquences w1 et 0)2 des signaux E1 et E2, n'est véritablement efficace que lorsque les signaux E1 et E2 sont des signaux a bande spectrale très étroite, voire des signaux à fréquence pure.  Indeed, the mixing of two optical signals E1 and E2 in a nonlinear optical crystal to obtain an output signal E3 whose frequency w3 is the sum or the difference of the frequencies w1 and 0) 2 of the signals E1 and E2, n ' is truly effective only when the signals E1 and E2 are very narrow spectral band signals, or even pure frequency signals.

Lorsque la bande spectrale de l'un des signaux augmente, l'accord de phase qui est nécessaire, n'est plus réalisé, pour toutes les fréquences, dans le cristal que sur une faible longueur de ce cristal. Celui-ci doit alors être choisi peu épais et le rendement de conversion des signaux d'entrée vers le signal de sortie décroît car la longueur d'interaction n'est pas suffisante. Plus la bande spectrale de l'un des signaux est grande, plus le cristal doit être mince et plus le rendement de conversion diminue.  When the spectral band of one of the signals increases, the necessary phase tuning is no longer achieved for all frequencies in the crystal only over a short length of this crystal. This must then be chosen thin and the conversion efficiency of the input signals to the output signal decreases because the interaction length is not sufficient. The larger the spectral band of one of the signals, the thinner the crystal must be and the lower the conversion efficiency.

Pour pallier ces inconvénients, des cristaux constitués d'un empilement de cristaux peu épais dont la biréfringence est inversée périodiquement ont été réalisés pour augmenter artificiellement la longueur d'interaction.  To overcome these disadvantages, crystals consisting of a stack of thin crystals whose birefringence is reversed periodically were made to artificially increase the interaction length.

Des interactions non colinéaires ont également été proposées. Dans une interaction non colinéaire, l'accord de phase varie avec l'angle d'incidence et la fréquence de l'un des signaux pour élargir la bande spectrale dans laquelle l'accord de phase est maintenu.  Non-collinear interactions have also been proposed. In a non-collinear interaction, the phase tuning varies with the angle of incidence and the frequency of one of the signals to widen the spectral band in which the phase tuning is maintained.

Cependant plutôt que d'envisager une variation de l'accord de phase avec l'angle qui dépend de la fréquence, on peut envisager une variation de l'accord de phase avec le temps à condition qu'à chaque instant de l'interaction les deux signaux E1 et E2 présentent dans le cristal une paire de fréquences col et col qui satisfasse la condition d'accord de phase. Dans ces conditions les deux signaux E1 et E2 doivent avoir à peu près la même durée pour interagir constamment dans le cristal et doivent présenter des variations de leurs fréquences dans le temps telles qu'à chaque instant l'accord de phase soit réalisé. Lorsqu'une variation de fréquence dans le temps est donnée sur l'un des signaux E1 par exemple au moyen d'un étireur d'impulsions, la variation de fréquence dans le temps du signal E2 est imposée par l'orientation du cristal optique non linéaire choisie et par la loi de fréquence du signal E1.Ceci a été réalisé par Boscheron et al. en 1996 dans le cadre du triplement de fréquence des impulsions d'un laser Nd:verre pour optimiser le rendement de conversion du triplement dans la bande du Nd:verre.  However, rather than considering a variation of the phase agreement with the frequency-dependent angle, it is possible to envisage a variation of the phase agreement with time provided that at each instant of the interaction the two signals E1 and E2 have in the crystal a pair of neck and neck frequencies that satisfy the phase matching condition. Under these conditions the two signals E1 and E2 must have approximately the same duration to interact constantly in the crystal and must have variations in their frequencies in time such that at each instant the phase agreement is achieved. When a frequency variation in time is given on one of the signals E1 for example by means of a pulse stretcher, the frequency variation in the time of the signal E2 is imposed by the orientation of the non-optical crystal. selected linear and by the frequency law of the signal E1.This was done by Boscheron et al. in 1996 in the context of the pulse frequency tripling of an Nd: glass laser to optimize the triplement conversion efficiency in the Nd: glass band.

Il s'avère que toutes ces méthodes de l'état de l'art font appel à des montages optiques complexes et qu'aucune d'entre elles ne permet de programmer en amplitude et en phase avec un rendement élevé et une grande largeur de bande, les impulsions issues d'un mélangeur optique.  It turns out that all of these state-of-the-art methods rely on complex optical assemblies and that none of them can be programmed in amplitude and in phase with high efficiency and wide bandwidth. pulses from an optical mixer.

L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer cet inconvénient.  The object of the invention is therefore more particularly to eliminate this drawback.

La présente invention consiste à associer un procédé de mise en forme temporelle indirecte à une technique d'extension qui conserve l'accord de 15 phase dans une grande largeur spectrale.  The present invention involves associating an indirect temporal shaping method with an extension technique that maintains the phase agreement in a large spectral width.

Elle propose à cet effet un dispositif de contrôle programmable de l'amplitude et de la phase spectrale d'impulsions lumineuses en sortie d'un mélangeur optique M effectuant l'interaction colinéaire de signaux optiques issus de deux voies VI, V2, comprenant: sur les susdites voies VI, V2, respectivement deux étireurs d'impulsions SI, S2 allongeant les impulsions lumineuses brèves générées respectivement par deux sources lasers L1, L2, sur au moins l'une des susdites voies VI, V2, un contrôleur 25 programmable PI, P2 de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs d'impulsions SI, S2, et en sortie du susdit mélangeur optique M un compresseur C des impulsions issues dudit mélange optique M. Avantageusement un deuxième contrôleur programmable PI, P2 de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs d'impulsions SI, S2, est inséré sur la deuxième voie VI, V2.  To this end, it proposes a programmable control device for the amplitude and the spectral phase of light pulses at the output of an optical mixer M effecting the collinear interaction of optical signals coming from two channels VI, V2, comprising: the aforesaid channels VI, V2, respectively two pulse stretchers S1, S2 elongating the short light pulses respectively generated by two laser sources L1, L2, on at least one of the aforementioned channels VI, V2, a programmable controller PI, P2 for controlling the amplitude and the phase of the signals originating from the aforementioned pulse stretchers S1, S2, and at the output of the aforesaid optical mixer M a compressor C pulses issuing from said optical mixture M. Advantageously a second programmable controller PI, P2 for controlling the amplitude and the phase of the signals originating from the aforesaid pulse stretchers S1, S2, is inserted on the second channel VI, V2.

Les susdits étireurs SI, S2 des impulsions brèves à large bande génèrent des impulsions longues modulées en fréquence de durée essentiellement identique et au moins dix fois plus grande que la durée minimale des impulsions brèves, pour permettre à la fois le maintien approché de l'accord de phase dans une large bande passante et la programmation de l'amplitude et de la phase des impulsions issues du mélangeur.  The aforementioned drawers S1, S2 of the short broadband pulses generate long pulses modulated in frequency of essentially identical duration and at least ten times greater than the minimum duration of the short pulses, to allow both the maintenance of the approximate agreement. phase in a wide bandwidth and the programming of the amplitude and the phase of the pulses from the mixer.

Par ailleurs, le rapport des bandes spectrales des signaux générés par les susdites sources laser LI, L2, et le signe des pentes des signaux modules en fréquence issus des étireurs sont déterminés par le cristal mélangeur et son orientation afin d'optimiser le rendement de conversion de ce cristal mélangeur dans une très large bande passante.  Moreover, the ratio of the spectral bands of the signals generated by the above-mentioned laser sources LI, L2, and the sign of the slopes of the frequency modulated signals originating from the stretchers are determined by the mixing crystal and its orientation in order to optimize the conversion efficiency. of this mixing crystal in a very wide bandwidth.

Avantageusement, les susdits contrôleurs programmables PI, P2, de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs 20 d'impulsions SI, S2, pourront être: - des filtres acousto-optiques dispersifs programmables dénommés AOPDF, ou - des lignes à retard optique à dispersion nulle comportant un plan focal intermédiaire dans lequel est placé un dispositif de contrôle spatial de la 25 phase et/ou de l'amplitude.  Advantageously, the above-mentioned programmable controllers P1, P2, for controlling the amplitude and the phase of the signals originating from the above-mentioned 20 pulse stretchers S1, S2 may be: programmable acousto-optical dispersive filters called AOPDF, or zero dispersion optical delay lines having an intermediate focal plane in which is placed a spatial control device of the phase and / or the amplitude.

Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention, La figure 2 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention destiné à un premier exemple d'application, et La figure 3 est une représentation schématique du dispositif selon l'invention destiné à un deuxième exemple d'application.  One embodiment of the invention will be described below, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a schematic representation of the device according to the invention, FIG. schematic representation of the device according to the invention for a first example of application, and Figure 3 is a schematic representation of the device according to the invention for a second application example.

Dans l'exemple représenté sur la figure 1, deux sources laser L1 et L2 génèrent des impulsions brèves E1(t) et E2(t) 10 de fréquences optiques centrales (Bi et col, deux étireurs d'impulsions Si et S2 transforment les impulsions brèves E1(t) et E2(t) de durées il et r2 et de largeurs spectrales B1 et B2, en impulsions longues E' 1(t) et E'2(t) de même largeurs spectrales B 1 et B2 et de durées Ti et T2 de dix à cent fois plus longues que les impulsions initiales E1(t) et E2(t), deux contrôleurs programmables P1 et P2 contrôlent l'amplitude et la phase des impulsions E'1(t) et E'2(t), un mélangeur optique M, constitué d'un cristal optique non linéaire épais, effectue l'interaction colinéaire des signaux E"1(t) et E"2(t) issus 20 des dispositifs de contrôle programmable P1 et P2, et un compresseur C comprime les impulsions E3(t) de sortie du mélangeur M; la fréquence optique co3 de ces impulsions E3(t) étant donnée par: (03=c01+(02 ou: (03 = 01'w2l Les susdits blocs L1, Si, P1, constituent la voie V1; les susdits blocs L2, S2, P2, constituent la voie V2.  In the example shown in FIG. 1, two laser sources L1 and L2 generate short pulses E1 (t) and E2 (t) of central optical frequencies (Bi and col, two pulse stretchers Si and S2 transform the pulses short E1 (t) and E2 (t) of duration il and r2 and spectral widths B1 and B2, in long pulses E '1 (t) and E'2 (t) with the same spectral widths B 1 and B2 and durations Ti and T2 ten to one hundred times longer than the initial pulses E1 (t) and E2 (t), two programmable controllers P1 and P2 control the amplitude and the phase of the pulses E'1 (t) and E'2 ( t), an optical mixer M, consisting of a thick non-linear optical crystal, performs the collinear interaction of the signals E "1 (t) and E" 2 (t) issued from the programmable control devices P1 and P2, and a compressor C compresses the output pulses E3 (t) of the mixer M, the optical frequency co3 of these pulses E3 (t) being given by: (03 = c01 + (02 or: (03 = 01'w2l The above-mentioned blo cs L1, Si, P1, constitute the path V1; the aforesaid blocks L2, S2, P2 constitute the channel V2.

Les susdites sources laser LI et L2 génèrent des impulsions brèves qui s'écrivent: E, (t) = A, (t). cos(w,t) E2 (t) = A2 (t). cos(w2t) AI(t) et A2(t) étant les amplitudes temporelles de ces impulsions de durée -ci et T2É A la sortie des susdits étireurs SI et S2 les impulsions E'I(t) et E'2(t) 10 s'écrivent: E', (t) = A', (t). cos(w,t B,t2 /27i) E'2(t) = A'2 (t). cos(w2t B2t2 /2T2) A'1(t) et A'2(t) étant les amplitudes temporelles des impulsions allongées, 15 modulées en fréquence de durée TI et T2.  The aforesaid laser sources LI and L2 generate short pulses which are written: E, (t) = A, (t). cos (w, t) E2 (t) = A2 (t). cos (w2t) AI (t) and A2 (t) being the time amplitudes of these pulses of duration -ci and T2E At the output of the aforesaid stretchers S1 and S2 the pulses E'I (t) and E'2 (t) 10 are written: E ', (t) = A', (t). cos (w, t B, t2 / 27i) E'2 (t) = A'2 (t). cos (w2t B2t2 / 2T2) A'1 (t) and A'2 (t) being the temporal amplitudes of the elongated pulses modulated in frequency of duration TI and T2.

A la sortie des susdits contrôleurs programmables PI et P2 les impulsions E" 1(t) et E "2(t) s'écrivent au 1 er ordre: E"1(t) = E',(t) H,(t/a,) E "2 (t) = E'2 (t) H2 (t/a2) où HI(t/al) et H2(t/a2) sont les réponses impulsionnelles, en amplitude et en phase, des contrôleurs programmables PI et P2, générées par des signaux électriques H1(t) et H2(t) appliqués aux contrôleurs programmables, al et 112 étant des facteurs d'échelle, et 0 le produit de convolution.  At the output of the aforesaid programmable controllers PI and P2, the pulses E "1 (t) and E" 2 (t) are written in the first order: E "1 (t) = E ', (t) H, (t / a,) E "2 (t) = E'2 (t) H2 (t / a2) where HI (t / al) and H2 (t / a2) are the impulse responses, in amplitude and in phase, of the controllers programmable PI and P2, generated by electrical signals H1 (t) and H2 (t) applied to the programmable controllers, where al and 112 are scaling factors, and 0 is the convolution product.

Lorsque les impulsions E"1(t) et E"2(t) ont la même durée T et sont synchronisées pour arriver en même temps dans le cristal optique mélangeur M, le rendement de conversion de ce cristal mélangeur M est optimum pour toutes les fréquences du mélange, si les modulations en fréquence des impulsions E" 1(t) et E"2(t) sont ajustées par les susdits contrôleurs programmables P1 et P2 et par le choix des pentes: Pi = B1/T et p2 = B2/T des étireurs, respectivement S1, S2, de telle sorte qu'à chaque instant, le cristal non linéaire voit sur son axe d'interaction une paire de deux fréquences: w1(t) et w2(t) pour lesquelles l'accord de phase est réalisé. Ces lois de fréquence: 10 (D1(t) et/ou co2(t) dépendent donc du choix du cristal mélangeur M et du choix de l'axe d'interaction colinéaire.  When the pulses E "1 (t) and E" 2 (t) have the same duration T and are synchronized to arrive at the same time in the optical crystal mixer M, the conversion efficiency of this mixing crystal M is optimum for all mixing frequencies, if the pulse frequency modulations E "1 (t) and E" 2 (t) are adjusted by the above-mentioned programmable controllers P1 and P2 and by the choice of slopes: Pi = B1 / T and p2 = B2 / T drawers, respectively S1, S2, so that at each instant, the nonlinear crystal sees on its axis of interaction a pair of two frequencies: w1 (t) and w2 (t) for which the agreement phase is realized. These frequency laws: (D1 (t) and / or co2 (t) therefore depend on the choice of the mixing crystal M and the choice of the colinear interaction axis.

Les exemples représentés sur les figures 2 et 3 sont des applications particulières selon l'invention.  The examples shown in Figures 2 and 3 are particular applications according to the invention.

Dans l'exemple représenté sur la figure 2, des impulsions courtes E1(t) de durée:tif= 50fs et de largeur spectrale B1= 20nm, issues d'un laser (Ti:Sa) L dont la longueur d'onde est centrée autour de 1= 800nm (w1=2,35. 1015), sont appliquées: d'une part sur la voie V1 à l'étireur S1 qui délivre des impulsions de 3 a 10ps, - d'autre part sur la voie V2 à un filtre de bande F qui réduit la bande B2 à B2= B1/4 = 5nm et en conséquence, allonge les impulsions courtes à i2=200fs; ces impulsions de 200fs sont alors envoyées dans un amplificateur paramétrique optique APO qui génère un signal "idler" et un signal utile E2(t) de durée t2=200fs centré autour de X2=1350nm (co2=1,40. 10i5) ; ce signal utile E2(t) est ensuite appliqué à l'étireur S2 qui délivre des impulsions de 3 a 10ps.  In the example represented in FIG. 2, short pulses E1 (t) of duration: tif = 50fs and spectral width B1 = 20nm, originating from a laser (Ti: Sa) L whose wavelength is centered around 1 = 800 nm (w1 = 2.35, 1015) are applied: on the one hand on the channel V1 to the stretcher S1 which delivers pulses of 3 to 10ps, - on the other hand on the channel V2 to a band filter F which reduces the band B2 to B2 = B1 / 4 = 5nm and accordingly extends the short pulses to i2 = 200fs; these 200 ff pulses are then sent to an optical parametric amplifier APO which generates an "idler" signal and a useful signal E2 (t) of duration t2 = 200fs centered around X2 = 1350 nm (co2 = 1.40, 1015); this useful signal E2 (t) is then applied to the stretcher S2 which delivers pulses of 3 to 10ps.

En aval des étireurs S 1 et S2, on retrouve la structure précédemment décrite; les impulsions issues du mélangeur M sont centrées autour de la fréquence: w3=wl+w2=3,75.1015soit X3=500nm.  Downstream of the stretchers S 1 and S 2 are the previously described structure; the pulses from the mixer M are centered around the frequency: w 3 = w 1 + w 2 = 3.75 × 10 15 is X 3 = 500 nm.

Dans l'exemple représenté sur la figure 3, sur la voie V2, un amplificateur optique de type régénératif ou multi passage ARO, est placé après le contrôleur programmable P2 et avant un cristal doubleur CR (de génération de 2 d harmonique).  In the example shown in FIG. 3, on the channel V2, a regenerative or multi-pass type optical amplifier ARO is placed after the programmable controller P2 and before a doubling crystal CR (of 2 harmonic generation).

La voie V1 est constituée d'un étireur S1 et d'un contrôleur programmable P1.  The channel V1 consists of a stretcher S1 and a programmable controller P1.

Sur la voie V2, le signal E"2(t) ainsi obtenu avant le mélangeur optique M, est à la fréquence w2= 2w1 et le signal issu du mélangeur optique M est une amplification du signal E"1(t) à la fréquence w3 = w2 - wl = col.  On the channel V2, the signal E "2 (t) thus obtained before the optical mixer M, is at the frequency w2 = 2w1 and the signal from the optical mixer M is an amplification of the signal E" 1 (t) at the frequency w3 = w2 - wl = col.

Claims (8)

- 10 - Revendications- 10 - Claims 1. Dispositif de contrôle programmable de l'amplitude et de la phase spectrale d'impulsions lumineuses en sortie d'un mélangeur optique (M) effectuant l'interaction colinéaire de signaux optiques issus de deux voies (V1, V2), caractérisé en ce qu'il comprend: sur les susdites voies (V1, V2), respectivement deux étireurs d'impulsions (S1, S2) allongeant les impulsions lumineuses brèves générées respectivement par deux sources lasers (L 1, L2), sur au moins l'une des susdites voies (V1, V2), un contrôleur programmable (P1, P2) de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs d'impulsions (S1, S2), et en sortie du susdit mélangeur optique (M) un compresseur (C) des impulsions issues dudit mélange optique (M).  1. Programmable control device for the amplitude and the spectral phase of light pulses at the output of an optical mixer (M) effecting the collinear interaction of optical signals coming from two channels (V1, V2), characterized in that it comprises: on the aforesaid channels (V1, V2), respectively two pulse stretchers (S1, S2) elongating the short light pulses generated respectively by two laser sources (L1, L2), on at least one of the aforesaid channels (V1, V2), a programmable controller (P1, P2) for controlling the amplitude and the phase of the signals originating from the aforesaid pulse stretchers (S1, S2), and at the output of the aforesaid optical mixer ( M) a compressor (C) pulses from said optical mixture (M). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un deuxième contrôleur programmable (P1, P2) de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs d'impulsions (S1, S2), est inséré sur la deuxième voie (VI., V2).  2. Device according to claim 1, characterized in that a second programmable controller (P1, P2) for controlling the amplitude and phase of the signals from said pulse stretchers (S1, S2) is inserted on the second way (VI., V2). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les susdits étireurs (Si, S2) des impulsions brèves à large bande génèrent des impulsions longues modulées en fréquence de durée essentiellement identique et au moins dix fois plus grande que la durée minimale des impulsions brèves.  3. Device according to claim 1, characterized in that the aforesaid stretchers (Si, S2) short broadband pulses generate long pulses modulated in frequency of substantially the same duration and at least ten times greater than the minimum duration of the pulses brief. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 3, 30 caractérisé en ce que le rapport des bandes spectrales des signaux générés par les susdites sources laser (L1, L2) et le signe des pentes des signaux modules -11.- en fréquence issus des étireurs (SI, S2) sont déterminés par le cristal mélangeur (M) et son orientation afin d'optimiser le rendement de conversion de ce cristal mélangeur dans une très large bande passante.  4. Device according to claims 1 and 3, characterized in that the ratio of the spectral bands of the signals generated by the aforesaid laser sources (L1, L2) and the sign of the slopes of the frequency-modulated signals from the drawers (SI, S2) are determined by the mixing crystal (M) and its orientation to optimize the conversion efficiency of this mixing crystal in a very wide bandwidth. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou let 2, caractérisé en ce que les susdits contrôleurs programmables (PI, P2) de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs d'impulsions (SI, S2), sont des filtres acousto-optiques dispersifs programmables dénommés AOPDF.  5. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the aforesaid programmable controllers (PI, P2) for controlling the amplitude and the phase of the signals originating from the aforesaid pulse stretchers (S1, S2) are programmable acousto-optical dispersive filters called AOPDF. 6. Dispositif selon la revendication 1 ou let 2, caractérisé en ce que les susdits contrôleurs programmables (PI, P2) de contrôle de l'amplitude et de la phase des signaux issus des susdits étireurs d'impulsions (SI, S2), sont des lignes à retard optique à dispersion nulle comportant un plan focal intermédiaire dans lequel est placé un dispositif de contrôle spatial de la phase et/ou de l'amplitude.  6. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the aforesaid programmable controllers (PI, P2) for controlling the amplitude and phase of the signals originating from the aforesaid pulse stretchers (S1, S2) are zero dispersion optical delay lines having an intermediate focal plane in which is placed a spatial control device of the phase and / or the amplitude. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal en sortie du susdit compresseur (C) a pour 20 fréquence instantanée la somme des fréquences instantanées des signaux générés par les susdites sources laser (LI, L2).  7. Device according to claim 1, characterized in that the signal at the output of the aforesaid compressor (C) has for instantaneous frequency the sum of the instantaneous frequencies of the signals generated by the aforesaid laser sources (LI, L2). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal en sortie du susdit compresseur (C) a pour fréquence instantanée la différence des fréquences instantanées des signaux générés par les susdites sources laser (LI, L2).  8. Device according to claim 1, characterized in that the output signal of the aforesaid compressor (C) has instantaneous frequency difference instantaneous frequencies of the signals generated by the aforesaid laser sources (LI, L2).
FR0411703A 2004-11-03 2004-11-03 DEVICE FOR THE PROGRAMMABLE CONTROL OF THE AMPLITUDE AND THE SPECTRAL PHASE OF LIGHT PULSES FROM AN OPTICAL MIXER Active FR2877444B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0411703A FR2877444B1 (en) 2004-11-03 2004-11-03 DEVICE FOR THE PROGRAMMABLE CONTROL OF THE AMPLITUDE AND THE SPECTRAL PHASE OF LIGHT PULSES FROM AN OPTICAL MIXER
PCT/FR2005/002705 WO2006048541A1 (en) 2004-11-03 2005-10-27 Programmable control device for the amplitude and the spectral phase of light pulses from an optical mixer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0411703A FR2877444B1 (en) 2004-11-03 2004-11-03 DEVICE FOR THE PROGRAMMABLE CONTROL OF THE AMPLITUDE AND THE SPECTRAL PHASE OF LIGHT PULSES FROM AN OPTICAL MIXER

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2877444A1 true FR2877444A1 (en) 2006-05-05
FR2877444B1 FR2877444B1 (en) 2007-01-26

Family

ID=34954068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0411703A Active FR2877444B1 (en) 2004-11-03 2004-11-03 DEVICE FOR THE PROGRAMMABLE CONTROL OF THE AMPLITUDE AND THE SPECTRAL PHASE OF LIGHT PULSES FROM AN OPTICAL MIXER

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2877444B1 (en)
WO (1) WO2006048541A1 (en)

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE INSPEC [online] THE INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS, STEVENAGE, GB; January 2000 (2000-01-01), VERLUISE F ET AL: "Arbitrary dispersion control of ultrashort optical pulses with acoustic waves", XP008048946, Database accession no. 6478837 *
DATABASE INSPEC [online] THE INSTITUTION OF ELECTRICAL ENGINEERS, STEVENAGE, GB; May 1996 (1996-05-01), BOSCHERON A C L ET AL: "Efficient broadband sum frequency based on controlled phase-modulated input fields: theory for 351-nm ultrabroadband or ultrashort-pulse generation", XP008049028, Database accession no. 5282958 *
JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B (OPTICAL PHYSICS) OPT. SOC. AMERICA USA, vol. 13, no. 5, May 1996 (1996-05-01), pages 818 - 826, ISSN: 0740-3224 *
JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B (OPTICAL PHYSICS) OPT. SOC. AMERICA USA, vol. 17, no. 1, January 2000 (2000-01-01), pages 138 - 145, ISSN: 0740-3224 *
RIBEYRE K ET AL: "ALL-OPTICAL PROGRAMMABLE SHAPING OF NARROW-BAND NANOSECOND PULSES WITH PICOSECOND ACCURACY BY USE OF ADAPTED CHRIPS AND QUADRATIC NONLINEARITIES", OPTICS LETTERS, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA, WASHINGTON, US, vol. 26, no. 15, 1 August 2001 (2001-08-01), pages 1173 - 1175, XP001110589, ISSN: 0146-9592 *
WITTE T ET AL: "Programmable amplitude- and phase-modulated femtosecond laser pulses in the mid-infrared", OPTICS LETTERS 15 JAN. 2002 OPT. SOC. AMERICA USA, vol. 27, no. 2, pages 131 - 133, XP002333417, ISSN: 0146-9592 *
ZEIDLER D ET AL: "Optical parametric amplification of a shaped white-light continuum", OPTICS LETTERS 1 DEC. 2001 OPT. SOC. AMERICA USA, vol. 26, no. 23, pages 1921 - 1923, XP002333416, ISSN: 0146-9592 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006048541A1 (en) 2006-05-11
FR2877444B1 (en) 2007-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1604435B1 (en) Method and device for controlling the amplitude of the wavelength spectrum of ultra-short light pulses emitted by multipass laser amplifiers
EP1766735B1 (en) Amplifier chain for generating ultrashort light pulses of different width
EP3057736B1 (en) Method and device for laser micromachining
EP0882251B1 (en) Device for controlling light pulses by a programmable acousto-optic means
EP2630705A1 (en) Laser emission device and method for the spectroscopic analysis of a sample
FR2973120A1 (en) OPTICAL PARAMETRIC OSCILLATOR WITH NARROW CAVITIES FOR QUICK FREQUENCY SCAN
EP2089943B1 (en) Laser system with picosecond pulse emission
FR2830347A1 (en) DEVICE FOR CONVERTING A BASIC FREQUENCY OF A LASER IN OTHER FREQUENCIES
FR2953945A1 (en) DEVICE FOR THE COMPENSATION OF TIME DISPERSION APPLIED TO THE GENERATION OF ULTRA BRIEF LUMINOUS PULSES.
EP3416250B1 (en) Method and device for controlling the propagation velocity of laser pulse emitted
FR2877444A1 (en) DEVICE FOR THE PROGRAMMABLE CONTROL OF THE AMPLITUDE AND THE SPECTRAL PHASE OF LIGHT PULSES FROM AN OPTICAL MIXER
EP1185901B1 (en) Method and device for programmable shaping of a time profile for quasi-monochromatic optical pulses
WO2003055015A1 (en) Amplifier chain for generating high-power ultrashort pulses
EP3274766B1 (en) Frequency-tunable laser source and method for emitting a tunable laser beam
EP3100113B1 (en) Optical parametric ultrashort pulse amplifier
EP3782244B1 (en) Method for generating ultrashort pulses
FR3004265A1 (en) DEVICE FOR TEMPORAL AMPLITUDE AND PHASE SHAPING OF ULTRA-BRIEF LUMINOUS PULSES.
FR3023929A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PROGRAMMABLE DISPERSIVE ACOUSTO-OPTICAL FILTERING
EP2431791B1 (en) Acoustic-optical filtering method and device based on a long acousto-optical interaction
FR2751094A1 (en) Acousto-optical device for programming sequence of light pulses of laser
FR2943433A1 (en) Acousto-optics filtering method for e.g. acousto-optic tunable filter, involves forming reflexions on one another of reflective faces of acousto-optic perpendicular to axes common to all curves
FR2827679A1 (en) Ultrashort optical pulse amplifier, has index network inscribed in optical block formed by holographic inscription in photosensitive material

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 16

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 17

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 18

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 19

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 20