FR2911013A1 - Lame mince pour source laser a haute energie - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne notamment le domaine des lasers et a plus particulièrement pour objet une source laser comportant un milieu actif constitué par un cristal en forme de lame mince (71) ayant deux faces principales et au moins quatre faces secondaires (77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84) dont au moins deux faces longitudinales (73, 74) et au moins deux faces transversales (77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84), des moyens de pompage (90) de ce cristal en direction d'au moins l'une desdites faces secondaires (77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84), caractérisé en ce que, d'une part, cette source comporte un seul miroir (99) extérieur à ladite lame (71) et, d'autre part, au moins deux des dites faces secondaires (77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84) sont adjacentes et font entre-elles un angle theta obtus.

Description

L'invention concerne notamment le domaine des lasers et a plus

particulièrement pour objet une source laser apte à émettre à des longueurs d'onde à sécurité oculaire et à haute énergie. Le problème de la sécurité oculaire des sources lasers apparaît de façon cruciale lorsqu'il s'agit de sources laser à haute énergie. C'est sans nul doute dans le domaine des applications industrielles et militaires, où de telles sources sont mises en oeuvre, que les risques sont les plus importants. Cependant, pour des raisons économiques et stratégiques, on privilégie toujours les sources pour lesquelles l'encombrement et le rendement sont les plus favorables plutôt que de prendre en compte le risque oculaire. Sur un site industriel où les sources sont implantées de façon fixe, on peut protéger le personnel. Il en est tout autrement pour les applications militaires. Le choix du laser à iode oxygène, émettant à 1.315 pm, comme source de haute énergie dans le domaine militaire est à la limite acceptable lorsqu'il est destiné à opérer en haute altitude de sorte que ce type de risque n'existe pas réellement. Par ailleurs, avec le développement des diodes de pompage dont le rendement devrait atteindre 70 à 80%, le laser à Nd:YAG émettant à 1.06 pm a pris une importance considérable au point que ce type de source a été retenu comme source à haute énergie pour des applications militaires. II est vrai que ce laser a bénéficié de nombreuses avancées technologiques qui ont renforcé son potentiel comme laser de haute énergie. A ce titre, on connaît notamment la demande de brevet 2003/0138021 qui décrit une source laser haute énergie laser qui utilise un matériau actif de type Nd:YAG sous forme d'une structure de faible épaisseur en forme de lame mince de façon à pouvoir évacuer plus facilement la part de l'énergie de pompage transformée en chaleur. Cette lame mince est parfois désignée par le terme Slab . Comme montré sur la figure 1, cette lame mince LM est de forme parallélépipédique, de longueur .e de largeur 2b et d'épaisseur h. Elle comporte ainsi deux faces principales de grande section 2b..e et quatre faces secondaires de plus petite section, dont deux faces longitudinales de section .e.h et deux faces transversales de section 2b.h. Cette lame est disposée dans une cavité laser limitée par un premier miroir HR réfléchissant à la longueur d'onde d'émission laser de la lame et par un second miroir OC hautement réfléchissant à la longueur d'onde d'émission laser de la lame et une réflectivité de l'ordre de 95% à cette même longueur d'onde.

Avec cette lame mince dont l'épaisseur est faible, à savoir comprise entre 0,4 à 0,7 mm à 1 mm, les 3 fonctions permettant d'obtenir l'émission laser sont distribuées suivant les trois axes de l'espace : - cette lame mince est pompée par un rayonnement généré par des moyens 5 de pompage P constitués par des barrettes de diodes laser ou des fibres optiques et pénétrant à l'intérieur par une ou deux faces longitudinales de section Ê.h et suivant une direction x, - l'émission laser a lieu selon un axe y perpendiculaire à x et située dans le plan de la lame, et à travers les faces transversales de section 2b.h. 10 - la chaleur dissipée Q par la lame mince, due à l'absorption, par cette lame, du faisceau P de pompe, est évacuée par conduction, avec des moyens de refroidissement connus, à travers les faces principales suivant un axe z perpendiculaire à x et y. L est une partie du rayonnement laser émis par la lame qui sort de la cavité 15 par le miroir OC. Grâce à des dépôts réfléchissants ou à des lames à indice plus faible, utilisant par exemple du saphir, placées de part et d'autre sur les deux faces principales, on obtient un guidage de l'émission laser et de la lumière de pompage. La longueur de la lame mince suivant laquelle a lieu l'émission laser est le paramètre 20 qui permet d'extrapoler vers les puissances élevées. Le problème essentiel qui demeure est lié à la géométrie particulière du faisceau laser émis, à savoir un faisceau dont la section est une fente avec des divergences très différentes suivant les deux directions et qui possède une inhomogénéité du profil d'intensité due à la loi d'absorption dans le sens de la 25 largeur de la fente. En plus de leurs inconvénients intrinsèques, ces sources à haute énergie présentent l'inconvénient de ne pas émettre à une longueur d'onde présentant une sécurité oculaire à savoir située audessus de 1,5 pm environ. On connaît par ailleurs les réalisations de J.l Mackenzie et al. proposées 30 dans l'article intitulé 15 Watt diode side pumped Tm :YAG waveguide laser at 2pm Electronics Letters, 5 juillet 2001, vol.37, n 14 concernant une source à sécurité oculaire apte à émettre à une longueur d'onde de 2,01 pm. Il existe, par ailleurs, des barreaux de Ho:YAG à pompage longitudinal par laser à fibre dopé thulium ou par laser YLF dopé thulium. Cependant, ces réalisations permettent 35 d'obtenir des sources laser de faible énergie, à savoir inférieure à une centaine de Watt et ne permettent nullement d'obtenir une source laser haute énergie, c'est-à-dire d'une puissance supérieure au kWatt. De plus, le coefficient d'absorption du rayonnement de pompage de Ho:YAG à 1.91 pm est environ 10 fois plus faible que celui de Nd:YAG, ce qui conduit à une géométrie de faisceau encore bien moins adaptée que celle de Nd:YAG dans une configuration slab pour produire une puissance élevée. Les densités de puissance de pompage étant très différentes, l'architecture à deux rangées de diodes du Nd:YAG slab ne convient pas non plus pour Ho:YAG, d'autant plus que les puissances des diodes à 1.91 pm disponibles sont relativement faibles, à savoir inférieur à 20 W par unité. Par ailleurs, les demandes de brevet US2006/0126685 et WO94/24734 décrivent des sources laser comportant : un milieu actif constitué par un cristal en forme de lame mince ayant deux faces principales et au moins quatre faces secondaires dont au moins deux faces transversales et au moins deux faces longitudinales et où au moins deux des dites faces secondaires font entre-elles un angle 0 obtus, des moyens de pompage de ce cristal en direction d'au moins l'une desdites faces secondaires, deux miroirs extérieurs à la lame, c'est-à-dire non solidaire à cette dernière, sachant qu'au moins un troisième, un quatrième et un cinquième miroirs sont constitués par un revêtement déposé sur au moins trois faces de la lame et sont donc solidaires de la lame. Ces sources présentent un fonctionnement de type Zig-Zag. Comme montré sur la figure 7 de la demande de brevet US2006/0126685, un tel fonctionnement n'est possible qu'avec une lame comportant des faces secondaires non parallèles sur lesquelles le rayonnement est successivement réfléchi, le demi-angle de réflexion évoluant tout au long de la lame ainsi que dans sa partie postérieure de forme conique. Ensuite, pour son fonctionnement, une source laser Zig-Zag nécessite au moins deux miroirs extérieurs à la lame comme par exemple montré sur les figures 2, 3, 4, 8 et 10 de la demande de brevet WO94/24734 (miroirs 12 et 13 dont l'un, 12 est 100% réflectif tandis que l'autre est partiellement réflectif et sert de coupleur). Le rayonnement généré se propage en Zig-Zag dans le milieu actifs puis sort une première fois de la lame selon l'angle de Brewster par l'une des faces de l'angle obtus et en direction du première miroir qui le réfléchi en direction de la lame ou il se propage à nouveau en Zig-Zag avant de sortir par la deuxième face dudit angle selon l'angle de Brewster et en direction du deuxième miroir partiellement réfléchissant servant de coupleur. Une telle source à l'avantage de compenser la biréfringence mais l'inconvénient de ne pouvoir fonctionner à puissance élevée du fait de la nécessité de faire passer des flux lumineux dans deux directions sans interactions entre eux. Le but de l'invention est de proposer une source laser à sécurité oculaire et à haute énergie et permettant, en outre, l'obtention de faisceaux faiblement divergents qu'il sera donc facile de transporter à distance.

La solution apportée est tout d'abord une source laser comportant un milieu actif constitué par un cristal en forme de lame mince ayant deux faces principales et au moins quatre faces secondaires dont au moins deux faces transversales et au moins deux faces longitudinales, des moyens de pompage de ce cristal en direction d'au moins l'une des dites faces secondaires, caractérisé en ce que, d'une part, cette source comporte un seul miroir extérieur à ladite lame et, d'autre part, au moins deux des dites faces secondaires sont adjacentes et font entre-elles un angle 0 obtus. laser comportant un milieu actif constitué par un cristal en matériau solide et en forme de lame mince ayant deux faces principales et au moins quatre faces secondaires dont au moins deux faces transversales et au moins deux faces longitudinales, des moyens de pompage de ce cristal en direction d'au moins l'une desdites faces secondaires, caractérisé en ce que, d'une part, cette source comporte un seul miroir extérieur à ladite lame et, d'autre part, au moins deux des dites faces secondaires sont adjacentes et font entre-elles un angle 0 obtus.

Comme entre deux faces comportant une arête commune, on peut considérer soit l'angle intérieur, soit l'angle extérieur, par angle 0 entre ces deux faces, il faut considérer, dans le cadre de l'invention, l'angle intérieur et inférieur à t radians. Par matériau laser solide, il faut comprendre tout matériau solide apte à 30 générer un rayonnement laser lorsqu'il est pompé par un rayonnement adéquat. Selon une caractéristique particulière, cette lame mince comporte au moins cinq faces secondaires. Selon une caractéristique additionnelle, au moins une partie de l'une des faces secondaires est recouverte par un matériau réfléchissant à la longueur d'onde d'émission de la lame ou par un matériau d'indice de réfraction plus faible que la lame, tel par exemple du saphir. Selon une caractéristique additionnelle, la lame mince comporte quatre faces secondaires dont l'une d'entre-elles comporte au moins une première et une seconde faces, ces première et deuxième faces étant préférentiellement recouvertes par un matériau réfléchissant à la longueur d'onde d'émission de la lame ou par un matériau d'indice de réfraction plus faible que la lame, tel par exemple du saphir. Par matériau réfléchissant, il faut entendre un matériau qui, du côté de la lame, est apte à réfléchir les rayonnements émis et provenant de cette lame.

Selon une caractéristique additionnelle, ces première et seconde faces font entre-elles un angle 0 tel que : 95 < 0 < 180 , et préférentiellement tel que 150 < 0 < 180 . Cette valeur de 95 permet d'exclure de la protection les lames présentant un angle entre deux faces secondaires adjacentes pas exactement égal et 15 légèrement supérieur à 90 du fait des tolérances de fabrication. Selon une caractéristique particulière, une lame mince selon l'invention comporte deux faces secondaires longitudinales parallèles entre elles et deux faces secondaires transversales comportant, en tout, au moins trois faces secondaires transversales dont au moins deux d'entreûelles sont, au moins en partie, recouvertes 20 par un matériau réfléchissant à la longueur d'onde d'émission de la lame ou par un matériau d'indice de réfraction plus faible que la lame, tel par exemple du saphir alors que l'une d'entre-elles n'est, au moins en partie pas recouverte par un tel matériau. Selon une caractéristique additionnelle permettant d'éviter l'auto oscillation 25 entre les faces secondaires transversales, l'une d'entre-elles comporte deux faces adjacentes présentant entre-elles un angle 01 tel que 150 < 01 < 180 , tandis que l'autre comporte deux faces non adjacentes présentant entre-elles un angle 02 tel que 150 < 02 < 180 , avec (01-02) < 5 Selon une caractéristique permettant d'émettre un rayonnement laser à 30 sécurité oculaire, la lame est en cristal ou en céramique dopé, par exemple en YAG, YALO, YVO4 ou KGW dopé à l'holmium ou au thulium ou à l'erbium. L'invention concerne aussi une source laser comportant une lame selon l'invention ainsi que des moyens de pompage de cette lame.

Selon une autre caractéristique, cette source comporte des moyens de pompage sont constitués par des diodes fibrées. Selon une autre caractéristique, la source comporte des moyens de refroidissement de la lame, préférentiellement associés aux faces principales de la lame. Selon une autre caractéristique permettant d'obtenir une absorption quasiment constante du rayonnement de pompage à l'intérieur de la lame, la concentration en dopant, varie à l'intérieur de la lame. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront dans la description de différentes variantes de réalisation de l'invention, en regard des figures annexées parmi lesquelles : La figure 1 présente un schéma d'une source laser comportant une lame mince connue de l'état de la technique, La figure 2 montre un schéma d'une vue de dessus d'une lame mince selon un premier mode de réalisation de l'invention, La figure 3 schématise une vue de dessus d'une lame mince selon un second mode de réalisation de l'invention, La figure 4 présente un schéma d'une vue de dessus d'une lame mince selon un troisième mode de réalisation de l'invention, La figure 5 présente un schéma d'une source laser comportant une vue de dessus d'une lame mince selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, - La figure 6 montre un schéma d'une coupe longitudinale de moyens de guidage de rayonnements et de refroidissement d'une lame mince selon le cinquième mode de réalisation. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2 montrant un schéma d'une vue de dessus d'une lame 1 apte à émettre un rayonnement laser selon l'invention, cette dernière comporte deux faces principales 2 et cinq faces secondaires dont deux faces longitudinales 3 et 4 et trois faces transversales 5, 8 et 9. Les faces longitudinales 3 et 4 sont parallèles entre-elles. La première face transversale 5 est constituée d'une face 7 recouverte, excepté sur sa partie médiane 11, par un matériau 10 réfléchissant à la longueur d'émission laser de la lame 1. Cette partie médiane constitue une fenêtre 11 par laquelle peut sortir le rayonnement laser généré par la lame lorsqu'elle est pompée par un rayonnement adéquat généré par des moyens de pompage P. L est une partie du rayonnement laser émis par la lame qui sort de la cavité par le miroir 13 hautement réfléchissant à la longueur d'onde d'émission laser de la lame et ayant une réflectivité de l'ordre de 95% à cette même longueur d'onde.

Les seconde et troisième faces transversales 8 et 9 sont adjacentes et comportent une arête commune 12 et font entre elles, au niveau de cette arête, un angle 01, intérieur à la lame, d'environ 160 . Chacune de ces faces est recouverte par un matériau 10 réfléchissant à la longueur d'émission laser de la lame. Dans la suite, les angles mentionnés seront, sauf mention contraire, les angles considérés à l'intérieur de la lame.

Lorsqu'une telle lame, par exemple en cristal ou en céramique dopé, est pompée, via au moins l'une de ses faces longitudinales 3 et 4, par un rayonnement laser adéquat selon la direction x, la lame mince se met à laser en émettant un rayonnement laser selon la direction y, et la légère inclinaison des seconde et troisième faces transversales 8 et 9 permet d'une part d'obtenir plusieurs passages dans le milieu amplificateur constitué par la lame et ses faces réfléchissantes et d'autre part de guider le rayonnement laser généré en direction de la fenêtre 11 par laquelle il sort de la lame est peut être exploiter directement ou pour pomper un autre milieu laser. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3 montrant un schéma d'une vue de dessus d'une lame 21 apte à émettre un rayonnement laser selon l'invention, cette dernière comporte deux faces principales 22 et six faces secondaires dont deux faces longitudinales 23 et 24 et deux quatre faces transversales 27, 28, 29 et 30. Les faces longitudinales 23 et 24 sont parallèles entre-elles. La première face transversale 27 est recouverte par un matériau10 réfléchissant à la longueur d'émission laser de la lame 21. Les seconde et quatrième faces transversales 28, 30 sont disposées de part et d'autre de la troisième face transversale 29 et font avec cette dernière un angle 02 compris entre 90 et 180 et, en l'occurrence proche de 170 . De plus, chacune des seconde et quatrième faces transversales 28, 30 fait, avec la face longitudinale qui lui est adjacente, un angle 03 d'environ 100 . La troisième face transversale 29 constitue une fenêtre de sortie pour le rayonnement généré par la lame lorsqu'elle est pompée par un rayonnement adéquat. Dans l'exemple de réalisation de la figure 4 montrant un schéma d'une vue de dessus d'une lame 41 apte à émettre un rayonnement laser selon l'invention, cette dernière comporte deux faces principales 42 et quatre faces secondaires dont deux faces longitudinales 43 et 44 et deux faces transversales 45 et 46. Les faces longitudinales 43 et 44 sont parallèles entre-elles et l'une d'entre-elles est recouverte par un matériau 50 d'indice de réfraction inférieur à celui de la lame, en l'occurrence du saphir. La première face transversale 45 est constituée d'une face 47 recouverte, excepté sur l'une de ses extrémités 49 par du saphir. La seconde face transversale 46 est constituée d'une face 48 faisant, avec l'une des faces longitudinales un angle 03 compris entre 7c/2 et 7r radian et, en l'occurrence proche de 100 . Ladite extrémité 49 de la première face transversale 45 non recouverte par du saphir constitue une fenêtre de sortie pour le rayonnement généré par la lame lorsqu'elle est pompée par un rayonnement adéquat. Dans l'exemple de réalisation de la figure 5 montrant un schéma d'une vue de dessus d'une lame 71 apte à émettre un rayonnement laser selon l'invention, cette dernière comporte deux faces principales 72 et dix faces secondaires dont deux faces longitudinales 73 et 74 et huit faces transversales 75 et 76. Les faces longitudinales 73 et 74 sont parallèles entre-elles. La première, seconde, troisième et quatrième faces transversales 77, 78, 79 et 80 se succèdent d'un même coté de la lame 71 tandis que les cinquième, sixième, septième et huitième faces transversales se succède de l'autre côté de la lame 71. La première face transversale 77 comporte d'une part une arête commune avec l'une des faces longitudinales et fait avec cette dernière un angle 03 d'environ 100 , et d'autre part une arête commune avec la deuxième face transversale 78 et fait avec cette dernière un angle 02 d'environ 170 . La quatrième face transversale 80 comporte d'une part une arête commune avec l'autre face longitudinale 74 et fait avec cette dernière un angle 03 d'environ 100 , et d'autre part une arête commune avec la troisième face transversale 79 et fait avec cette dernière un angle 02 d'environ 170 . Les deuxième et troisième faces transversales comportent une arête commune et font entre-elles, au niveau de cette arête, un angle extérieur d'environ 160 .

Chacune des première, seconde, troisième et quatrième faces transversales successives 77, 78, 79 et 80 est recouverte par un matériau 10 réfléchissant à la longueur d'émission laser de la lame 71. La cinquième face transversale 81 comporte, d'une part, une arête commune avec l'une des faces longitudinales et fait avec cette dernière un angle 04 d'environ 101 , et, d'autre part, une arête commune avec la deuxième face transversale 82 et fait avec cette dernière un angle 04 extérieur d'environ 101 . Les cinquième, sixième et huitième faces transversales 81, 82 et 84 sont recouvertes par un matériau 10 réfléchissant à la longueur d'émission laser de la lame 71 tandis que la septième face transversale 83, non recouverte par un matériau réfléchissant, constitue une fenêtre de sortie pour le rayonnement généré par la lame lorsqu'elle est pompée par un rayonnement adéquat et en direction d'un miroir de sortie de cavité 99 via un guide de lumière 98 comme explicité dans la suite.

La huitième face transversale 84 comporte, d'une part, une arête commune avec l'autre face longitudinale 74 et fait avec cette dernière un angle 04 d'environ 101 , et, d'autre part, une arête commune avec la troisième face transversale 83 et fait avec cette dernière un angle tel que lorsque la lame est pompée et émet un rayonnement, ce dernier, après un certain nombre de réflexions sur les faces transversales, arrive au niveau de cette septième face 83 avec un angle égale ou proche de l'angle Brewster.

Ainsi, au lieu de sortir de la l'ensemble des cinquième, sixième, septième et huitième faces transversale 81, 82, 83 et 84, le faisceau laser est délivré à travers une plus faible partie, à savoir ladite troisième face 83 de largeur 2b' (par exemple 2b' = 10 mm et 2b = 50 à 60 mm) et de hauteur h. Les autres faces transversales 77, 78, 79, 80 ,81, 82 et 84 sont totalement réfléchissantes pour l'émission laser et forment ainsi un miroir de fond de cavité. De plus, elles sont légèrement inclinées par rapport à l'axe x de pompage de façon à obtenir plusieurs passages dans le milieu amplificateur. Pour faire revenir le faisceau sur lui-même afin d'être extrait à travers la face 83, les extrémités des seconde et troisième faces transversales ont été rabattues et forment respectivement les première et quatrième faces transversales 77 et 80. Afin d'éviter l'auto oscillation entre les faces totalement réfléchissantes du miroir de fond de cavité, opposées et en regard, à savoir les seconde et cinquième faces transversales d'une part et les troisième et huitième faces transversales d'autre part, elles ont une inclinaison légèrement différente d'environ 1 , ce qui permet également lors des réflexions multiples d'obtenir un taux de superposition des faisceaux plus favorables et une :5 meilleure utilisation de l'inversion de population. L'oscillation se fait entre le miroir de sortie 99 et le miroir de fond de cavité constitué par le matériau 10 sur les première, seconde, troisième et quatrième faces transversales. L'angle de rabattement des première et quatrième faces transversales 77 et 80 dépend de la différence d'inclinaison précitée entre les seconde et cinquième faces transversales d'une part 10 et les troisième et huitième faces transversales d'autre part, et du nombre de réflexions. Le fait d'incliner la fenêtre de sortie 83 sous l'angle de Brewster pour le faisceau laser permet de comprimer davantage (d'un facteur n = indice de réfraction du YAG) la dimension du faisceau dans le plan de la lame 71.

15 Sur cette figure sont aussi représentés des moyens de pompage 90 aptes à pomper la lame 71 constituée par un cristal YAG dopé avec du thulium, le dopage en thulium étant supérieur à 2%, à savoir 3,5% . Ces moyens de pompage sont constitués par des émetteurs laser 91, en l'occurrence des diodes, couplées à au moins l'une des faces longitudinales par des 20 fibres optiques 92. Ces ensembles sont connus sous le nom de diodes fibrées et permettent l'obtention de faisceaux de pompe P avec une densité de puissance de pompe de l'ordre du kilowatt par cm2 et une puissance globale de pompe de plusieurs kW. Ces diodes émettent, dans cet exemple de réalisation, à une longueur d'onde d'environ 0,8pm. Des moyens de fixation non représentés peuvent être 25 utilisés pour maintenir l'extrémité des fibres 92 en regard de la face longitudinale à laquelle elles sont couplées. De plus un conduit de lumière 98, se terminant par un miroir de sortie de cavité 99, est disposé en sortie de la fenêtre 83. Ce miroir 99 de fin de cavité est, du coté du guide de lumière, recouvert par un revêtement hautement réfléchissant à la 30 longueur d'onde d'émission laser de la lame et a une réflectivité de l'ordre de 95% à cette même longueur d'onde. Cette lame mince 71 est une structure en matériau laser solide de faible épaisseur, de quelques dixièmes à 1 mm, dans laquelle les 3 fonctions permettant d'obtenir l'émission laser sont distribuées suivant les trois axes de l'espace : - cette lame mince 71 est pompée par un rayonnement P à travers une ou deux faces longitudinales 73 et 74 de section .h et suivant une direction x, - l'émission laser a lieu selon un axe y perpendiculaire à x et située dans le plan de la lame, et à travers la face transversale 83 de section 2b'.h. - la chaleur dissipée par la lame mince 71, due à l'absorption, par cette lame, du faisceau P de pompe, est évacuée par conduction, avec des moyens connus non représentés, à travers les faces principales suivant un axe z perpendiculaire à x et y. Lorsqu'une lame 71 selon ce mode de réalisation est pompée avec des diodes à une longueur d'onde d'environ 0,5pm, elle émet un rayonnement laser à sécurité oculaire à une longueur d'onde d'environ 1,9pm. La lame mince 71 doit aussi permettre de guider l'émission laser et la lumière de pompage sur tout le trajet 2b. Pour cela on peut, au niveau des faces principales 72, placer cette lame 71 entre deux autres lames, 93, 94 d'indice de réfraction plus faible, par exemple en saphir, comme montré sur la figure 6 donnant ainsi lieu à un guide d'onde d'ouverture numérique 0.47, et placer des moyens de refroidissement 95 de la lame 71, en l'occurrence des plaques de cuivre 96, 97 refroidies par eau, au-dessus des lames de saphir 93 et 94. Avec une lame selon l'invention, on obtient un faisceau laser de sortie de section réduite par rapport à l'état de la technique et beaucoup moins divergent donc 20 plus facile à transporter. Dans tout le texte les termes faces longitudinales et faces transversales ont été utilisés pour différencier celles qui ne se font pas face et non pas pour indiquer que les unes sont plus longues que les autres. Ainsi, dans le premier mode de réalisation, les faces longitudinales sont plus longues que les faces transversales 25 alors que c'est l'inverse dans le cinquième.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Source laser comportant un milieu actif constitué par un cristal en forme de lame mince (1) ayant deux faces principales (2) et au moins quatre faces secondaires (3 ,4 ,5 , 8, 9) dont au moins deux faces transversales (5, 8, 9) et au moins deux faces longitudinales (3, 4), des moyens de pompage (P, 90) de ce cristal en direction d'au moins l'une desdites faces secondaires (3 ,4 ,5 , 8, 9), caractérisé en ce que, d'une part, cette source comporte un seul miroir (13, 99) extérieur à ladite lame (1) et, d'autre part, au moins deux (8 , 9) des dites faces secondaires (3 ,4 ,5 , 8, 9) sont adjacentes et font entre-elles un angle 0 obtus.

2. Source laser selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lame mince (1) comporte au moins cinq faces secondaires (3 ,4 ,5 , 8, 9).

3. Source laser selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'au moins une partie de l'une des faces secondaires (5, 8, 9) de la lame mince (1) est recouverte par un matériau (10) réfléchissant à la longueur d'onde d'émission de la lame ou par un matériau d'indice de réfraction plus faible que la lame, tel par exemple du saphir.

4. Source laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la lame mince (1) comporte quatre faces secondaires (3, 4, 5, 6) dont l'une (6) d'entre-elles comporte au moins une première et une seconde faces (8, 9), ces première et deuxième faces (8, 9) étant préférentiellement recouvertes par un matériau (10) réfléchissant à la longueur d'onde d'émission de la lame ou par un matériau d'indice de réfraction plus faible que la lame (1) , tel par exemple du saphir.

5. Source laser selon la revendication 4, caractérisée en ce que ces première et seconde faces (8, 9) de la lame mince font entre-elles un angle 01 tel 30 que : 95 < 0 < 180 , et préférentiellement tel que 150 < 0 < 180 .

6. Source laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la lame mince (1) comporte deux faces secondaires longitudinales (73, 74) parallèles entre elles et deux faces secondaires transversales (75, 76) comportant en tout au moins trois faces secondaires transversales (77, 78, 35 79, 80, 81, 82, 83, 84) dont au moins deux d'entreûelles sont, au moins en partie,recouvertes par un matériau (10) réfléchissant à la longueur d'onde d'émission de la lame ou par un matériau d'indice de réfraction plus faible que la lame, tel par exemple du saphir alors qu'au moins l'une d'entre-elles n'est, au moins en partie, pas recouverte par un tel matériau. `>

7. Source laser selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'une des faces transversales de la lame mince (1) comporte deux faces adjacentes présentant entre-elles un angle 01 tel que 150 < 01 < 180 , tandis que l'autre comporte deux faces non adjacentes présentant entre-elles un angle 02 tel que 150 < 02 < 180 , avec : 10 0 < (01-02) < 5 .

8. Source laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la lame mince (1) est en cristal ou en céramique dopé, par exemple en YAG, YALO, YVO4 ou KGW dopé à l'holmium ou au thulium ou à l'erbium. 15

9. Source laser selon la revendication 8, caractérisée en ce que la concentration en dopant, varie à l'intérieur de la lame.

10. Source laser selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de pompage (P, 90) constitués par des diodes fibrées. 20